Лентивирусы

Лентивирусы
Стилизованное изображение сечения ВИЧ
Научная классификация
Группа: Вирусы[1] Реалм: Riboviria Царство: Pararnavirae Тип: Artverviricota Класс: Revtraviricetes Порядок: Ortervirales Семейство: Ретровирусы Подсемейство: <i>Orthoretrovirinae</i> Род: Лентивирусы
Международное научное название
Lentivirus
Виды
см. текст
Группа по Балтимору
VI: оцРНК-ОТ-вирусы
Систематика в Викивидах Изображения на Викискладе NCBI   11646 EOL   67526

Лентивирусы (лат. Lentivirus, от лат. lentus — медленный) — род вирусов из семейства ретровирусов (Retroviridae) с длительным инкубационным периодом.

Лентивирусы способны доставлять значительное количество генетического материала в клетку хозяина и обладают уникальной среди ретровирусов способностью реплицироваться в неделящихся клетках, что делает лентивирусы удобным вектором для доставки генетического материала в молекулярной биологии. Ярким представителем этого рода является вирус иммунодефицита человека.

Морфология

Вирионы имеют оболочку, немного плейоморфные, имеют сферическую форму и диаметр около 80—100 нм. Выступы вирусной оболочки делают поверхность неровной. Нуклеоид концентрический, палочковидный либо имеет вид усеченного конуса.

Структура генома и репликация

Геном вирусов содержит три гена, которые располагаются в геномной РНК в таком порядке 5´-gag-pol-env-3´. Также геном содержит вспомогательные гены, которые отличаются у разных вирусов (в случае ВИЧ-1 это vif, vpr, vpu, tat, rev, nef). Продукты вспомогательных генов принимают участие в регуляции репликации геномной РНК. Длинные концевые повторы имеют длину около 600 нуклеотидов, участок U3 имеет длину 450, последовательность R — 100 и участок U5 около 70 нуклеотидов.

Такие вирусные белки, как обратная транскриптаза и интеграза, принимают участие на ранних этапах репликации. Обратная транскриптаза (ревертаза) это РНК-зависимая ДНК-полимераза, кодируемая геномом вируса. Ревертаза использует геномную РНК вируса как матрицу для синтеза комплементарной цепочки ДНК. Обратная транскриптаза также обладает активностью РНКазы Н для разрушения матрицы РНК. Интеграза связывается как с кДНК, синтезированной обратной транскриптазой, так и с ДНК хозяина. До встраивания генома вируса в ДНК хозяина, интеграза «обрабатывает» длинные концевые повторы.

Лентивирусы способны заражать соседние клетки при непосредственном контакте без образования внеклеточных частиц.^{[источник не указан 1256 дней]}

Антигенные свойства

Антигенные детерминанты штаммоспецифичны. Детерминанты, определяющие серотип, находятся на оболочке вируса и являются гликопротеинами. Классификация лентивирусов иногда основывается на антигенных свойствах.

Физико-химические характеристики вирионов

• Общие
  • Плавучая плотность 1,16—1,18 г/см³ в сахарозе
  • Вирионы чувствительны к нагреванию, детергентам и формальдегиду.
  • Инфективность не снижается при радиоактивном облучении.
• Нуклеиновые кислоты
  • Вирионы содержат около 2 % нуклеиновых кислот.
  • Геном состоит из димеров.
  • Вирионы содержат по одной молекуле линейной одноцепочечной (+)РНК.
  • Общая длина одного мономера генома составляет 9200 нуклеотидов.
  • Геном имеет повторяющиеся концевые последовательности; длинные концевые повторы составляют около 600 нуклеотидов.
  • 5'-конец геном кэпирован, последовательность кэпа — m7G5ppp5’GmpNp.
  • 3'-конец каждого мономера содержит поли(А); 3'-конец имеет структуру, подобную тРНК и соединяется с лизином.
  • Внутри капсида содержится исключительно геномная нуклеиновая кислота.
• Белки
  • Вирионы содержат 11 разных белков, которые составляют 60 % вирусной частицы.
  • Пять основных структурных белков по молекулярной массе.
    • 120 кДа. Gp120 гликозилированный белок оболочки SU, кодируемый вирусным геном env.
    • 41 кДа. Gp41 гликозилированный трансмембранный белок оболочки TM, кодируемый вирусным геном env.
    • 24 кДа. P24 негликозилированный белок капсида CA.
    • 17 кДа. P17 негликозилированный белок ядермного матрикса MA.
    • 7—11 кДа. Негликозилированный белок капсида NC.
      • Белки MA, CA и NC закодированы геном gag.
  • Белки оболочки SU и TM гликозилированы как минимум у некоторых лентивирусов (ВИЧ, вирус иммунодефицита обезьян). Гликозилирование, по-видимому, играет важную роль в маскировании и обеспечивают разнообразие антигенных участков, необходимых для иммунного ответа хозяина.
  • Обычно обнаруживаются четыре неструктурных белка, из них три — у лентивирусов приматов.
    • Белок размером 66 кДа. Обратная транскриптаза RT, кодируемая геном pol.
    • Белок размером 32 кДа. Интеграза IN, также кодируемая геном pol.
    • Белок размером 14 кДа. Протеаза PR, кодируемая геном pro.
    • dUPTаза DU, функция которой неизвестна.
• Липиды: вирионы содержат около 35 % липидов.
• Углеводы: вирионы содержат около 3 % сахаров.

Применение

Лентивирусы — удобный вектор для введения генов в системы in vitro или животные модели. Лентивирусные векторы успешно используют для доставки генно-инженерных конструкций для блокирования экспрессии специфических генов по механизму РНК-интерференции^[2]. Экспрессия коротких РНК, содержащих шпильки (shRNA) снижает экспрессию заданного гена и таким образом позволяет судить о функциях данного гена в модельном объекте. Подобные исследования могут предшествовать разработке новых лекарственных препаратов для лечения заболеваний при помощи блокирования экспрессии определённых генов.

Также лентивирусные векторы используют для введения новых генов в клетки человека или животных. Например, в случае модели гемофилии на лабораторных мышах экспрессия тромбоцитарного фактора VIII дикого типа приводит к восстановлению нормального фенотипа^[3]. Использование лентивирусных векторов имеет некоторые преимущества перед другими методами терапии генами. Лентивирусы заражают делящиеся и неделящиеся клетки, длительно экспрессируют трансген, и обладают низкой иммуногенностью. Лентивирусы, экспрессирующие PDGF (фактор роста тромбоцитов) успешно используют для трансфекции мышей, страдающих диабетом^[4]. Возможно, подобные способы терапии генами в дальнейшем будут применять и на людях. Векторы на основе гаммаретровирусов и лентивирусов применялись уже более чем в 300 клинических испытаниях, направленных на разработку способов лечения различных заболеваний^[5].

Классификация

Классифицикацию лентивирусов в пять серотипов осуществляют по таксонам позвоночных, которых заражают соответствующие серотипы (приматы, овцы и козлы, лошади, кошки, крупный рогатый скот). Лентивирусы приматов отличаются по рецептору CD4 и по отсутствию фермента dUTPазы. Некоторые группы имеют антигены gag с перекрестной специфичностью.

К роду Lentivirus относят в частности следующие виды^[6][7]:

Для вируса иммунодефицита обезьян известно несколько штаммов этого вируса, каждый из которых характерен для одного вида приматов: SIV-agm, SIV-cpz, SIV-mnd, SIV-mne, SIV-mac, SIV-sm, SIV-stm.

Примечания

Литература

• Ryan K. J., Ray C. G., eds. Sherris Medical Microbiology: An Introduction to Infectious Diseases (англ.). — 4th. — New York: McGraw-Hill Education, 2004. — ISBN 0-8385-8529-9.
• Desport, M. (editor). Lentiviruses and Macrophages: Molecular and Cellular Interactions (англ.). — Caister Academic Press  (англ.) (рус., 2010. — ISBN 978-1-904455-60-8.
• «Lentiviruses In Ungulates. I. General Features, History And Prevalence», Bulgarian Journal of Veterinary Medicine (2006), 9, No 3, 175−181
• Tim Ravenscroft. Are Lentiviral Vectors on Cusp of Breakout?, Genetic Engineering & Biotechnology News, Mary Ann Liebert, Inc. (15 июня 2008), С. 54—55. Дата обращения: 6 июля 2008. «(subtitle) Rapidly emerging technology has potential to treat hemophilia, AIDS, and Cancer».

Эта страница в последний раз была отредактирована 28 апреля 2022 в 14:43.