Вирус триатомы - Triatoma virus

Вирус триатомы
Классификация вирусов
Группа:
IV группа ((+) оцРНК )
Порядок:
Пикорнавиралес
Семья:
Dicistroviridae
Род:
Крипавирус
Виды:
Вирус триатомы

Вирус триатомы (ТрВ) является вирусом, принадлежащим к семейству вирусов насекомых Dicistroviridae.[1] В этом семействе в настоящее время насчитывается 3 рода и 15 видов вирусов.[2] Вирус триатомы относится к роду Крипавирус. Он не покрыт оболочкой, и его генетический материал положительно-смысловая, одноцепочечная РНК.[1] Естественные хозяева вируса триатомы - беспозвоночные. TrV - известный патоген Triatoma infestans, главный вектор Болезнь Шагаса в Аргентине, что делает вирус триатомы основным кандидатом для биологической борьбы с переносчиками инфекции в отличие от химических инсектицидов.[3][4] Вирус триатома был впервые обнаружен в 1984 году, когда было проведено исследование патогенов триатомов в надежде найти потенциальные методы биологической борьбы с ними. T. infestans.[5]

Классификация вирусов

TrV представляет собой вирус с одноцепочечной РНК с положительным смыслом. Относится к группе вирусов IV. Группы вирусов основаны на Балтиморская классификация система. Система классификации Балтимора основана на методе синтеза вирусной мРНК, используемой вирусом. TrV - это крипавирус в семье Dicistroviridae и порядок Пикорнавиралес.[1]


Структура

Протеин капсид вируса имеет диаметр 30 нм.[5] Капсид имеет икосаэдрическая симметрия и число псевдотриангуляции 3.[6] По весу 65% вириона составляет белок, а 35% - РНК. Генетический материал TrV состоит из одной цепи положительно-смысловой РНК с относительной молекулярной массой 3 × 10.6. Вирусная частица также содержит четыре полипептида с молекулярной массой 39, 37, 33 и 45 кДа соответственно.[5] Капсид состоит из четырех структурных белков: VP1, VP2, VP3 и VP4. VP1, VP2 и VP3 составляют основные структурные единицы капсида, в то время как VP4 не имеет икосаэдрической упорядоченности внутри капсида. Возможно, это связано с остатками вокруг 5-кратной оси в субъединице VP1, VP2 и VP3, которые не комплементарны соответствующим остаткам в структуре VP4.[6]

Геном

Вирус триатомы имеет геном одноцепочечной РНК с положительным смыслом, который функционирует как молекула мРНК, поэтому он может напрямую транслироваться с помощью механизма клетки-хозяина. Без учета поли-А-хвоста геном TrV составляет 9010 нуклеотиды длинная. Длина генома с поли-А-хвостом составляет примерно 10 т.п.н. Относительные процентные содержания каждого основания составляют 28 ± 7% аденина, 16 ± 1% цитозина, 19 ± 8% гуанина и 35 ± 4% урацила. В Содержимое GC генома составляет примерно 35%, а содержание AU в геноме составляет примерно 63%. Такое высокое содержание AU типично для вирусов насекомых, подобных пикорнавирусу. В геноме два больших открытые рамки для чтения (ORF). Открытые рамки считывания не перекрываются. Предсказанная аминокислотная последовательность ORF 1 содержит мотивы, подобные РНК-зависимая РНК-полимераза, цистеиновые протеазы и РНК-геликаза.[7] Вирусы с положительной РНК не имеют РНК-зависимых РНК-полимераз в капсиде, поэтому они кодируют их в своих геномах и полагаются на механизмы трансляции клетки, производя РНК-зависимую РНК-полимеразу.[8] ORF 2 содержит последовательности четырех структурных белков VP1, VP2, VP3 и минорного белка VP4, которые будут основными компонентами вирусного капсида.[7]

Цикл репликации

Вход

Вхождение вирусного генома в клетку начинается со связывания вирусной частицы с определенным рецептор на внешней стороне камеры. После связывания с рецептором капсид должен пройти через конформационные изменения которые позволяют выпускать геном РНК в клетку.[8] Изменения конформации, которые происходят с TrV, скорее всего, являются открытием пентамерного подразделения капсида на двойной оси, в то время как субъединица все еще прикреплена к другому интерфейсу. Затем РНК высвобождается из капсида и попадает в клетку. Как только РНК высвобождается, пентамерные субъединицы закрываются, образуя теперь уже пустой капсид.[9] Небольшой белок VP4, содержащийся внутри капсида, также играет роль в высвобождении генома, влияя на проницаемость мембраны клетки-хозяина. Дискретные поры на поверхности капсида обеспечивают активность VP4 по проницаемости на мембране, аналогичную виропорины. Это способствует входу в геном и, возможно, дальнейшим этапам входа в клетку.[10]

Репликация и транскрипция

Мало что известно о механизмах репликации дицистровирусов, но вполне вероятно, что они используют механизм, очень похожий на пикорнавирусы.

Общий механизм репликации пикорнавируса начинается с структуры в форме клеверного листа на 5 ’конце генома РНК, связанной с белком 3CD. 3CD функционирует как РНК-зависимая РНК-полимераза. Затем 3CD взаимодействует с другим белком, который связывает поли (A) хвост. Это делает РНК циркуляризованной и позволяет РНК-полимеразе генерировать РНК с отрицательным смыслом с 3 ’конца, а также с возможностью генерировать РНК с положительным смыслом с 5’ конца. Трансляция генома регулируется связыванием 3CD изначально с 5 ’UTR. Это удаляет рибосомы из РНК и делает ее исключительно шаблоном репликации. РНК-вирусы должны иметь регуляторный механизм, который контролирует, транскрибируется или транслируется геном, чтобы он не только производил новые вирусные капсиды, но и генетический материал для заполнения этих капсидов.[11]

Сборка и выпуск

Часть генома, которая кодирует неструктурные белки, должна коэкспрессироваться с частью генома, которая производит структурные белки капсида, чтобы производить функционирующие вирусные частицы. Без выражения неструктурной части генома частицы производятся, но они лишены генетического материала. P1, который является основной структурной единицей капсида, состоящего из белков VP1, VP2 и VP3, должен быть расщеплен до сборки капсида, иначе он будет объединяться с другими молекулами-предшественниками P1 с образованием неизометрических скоплений в цитоплазме, которые быстро накапливаются. в камере. Эти ассоциации также намного больше, чем типичный капсид TrV. Неясно, являются ли комплексы предшественников P1 сами предшественниками окончательной формы капсида или они являются тупиковыми структурами.[12] Новые вирусные частицы собираются в цитоплазме и высвобождаются клеткой. лизис.[13] Лизис клеток запускается продуцированием виропорина, инициированным вирусом, который увеличивает проницаемость клеточной мембраны и разрушает клеточную мембрану.[14]

Тропизм

Вирус триатомы реплицируется в брюшной полости триатомов, особенно в эпителиальных клетках кишечника. Это приводит к задержке развития личности и, в большинстве случаев, к смерти. TrV может передаваться человеку через укус T. infestans когда они питаются кровью, но вирус не может размножаться в клетках человека.[15] Также было показано, что TrV не может реплицироваться в клетках мышей в экспериментальных условиях.[16]

TrV передается между людьми T. infestans двумя разными способами. Первый способ передачи - это форма горизонтальная передача, то фекально-оральный путь. Когда T. infestans питаются кровью или вскоре после кормления испражняются и выделяют вирусные частицы. Здоровые люди, которые кормятся рядом с инфицированными, могут заразиться сами, проколов теперь инфицированную поверхность. Второй способ передачи - через вертикальная передача, в частности, через трансовариальная передача, что означает, что инфицированная самка может передать вирус своему потомству.[17] Вот почему большинство потомков инфицированных самок не доживают до стадии нимфы.[18]

Использует

Triatoma infestans, вектор Trypanosoma cruzi вызывающий болезнь Шагаса, восприимчив к инфекции вируса Триатома. Вирус триатомы является многообещающим средством борьбы с биологическими переносчиками этого вида.[4]

Болезнь Шагаса вызвано Trypanosoma cruzi. По оценкам, в Латинской Америке от семи до восьми миллионов человек страдают болезнью Шагаса, и вакцины от этой болезни не существует.[19] Вектор, несущий Trypanosoma cruzi это вид насекомых Triatoma infestans, также известный как «поцелуи жуков». Потому что это возбудитель T. infestans, Вирус Triatoma был исследован как альтернативный метод борьбы с T. infestans размер популяции и их способность передавать T. cruzi. Текущий метод контроля T. infestans население использует химические инсектициды, но из-за опасений по поводу воздействия на окружающую среду, устойчивости к инсектицидам у местного населения и проблем со здоровьем у людей, диких и домашних животных, вирусные векторные элементы управления расследуются.[4]

Существовали сомнения в отношении ранних применений вируса Triatoma в качестве биологического средства борьбы с переносчиками из-за его родства с другими пикорнавирусами, которые являются патогенами млекопитающих. Однако после анализа последовательности TrV был сделан вывод, что она настолько отличается от пикорнавируса, что должна принадлежать к совершенно новому семейству вирусов, которые заражали только насекомых, Dicistroviridae.[7] Наиболее заметным генетическим различием между двумя категориями вирусов является наличие только одной открытой рамки считывания в типичных пикорнавирусах и двух отдельных открытых рамок считывания в таких вирусах, как вирус триатома. С тех пор было подтверждено, что вирус триатомы не может реплицироваться у многих видов млекопитающих путем экспериментальных испытаний, в частности, включая людей, поэтому он не представляет риска для людей, диких или домашних животных, если используется в качестве биологического агента борьбы с переносчиками.[15][16]

Инфекция вируса триатомы приводит к 97,6% смертности нимф и подавлению линьки в лабораторных колониях. TrV вызывает задержку развития и смерть инфицированных людей. При обследовании диких популяций T. infestans в Аргентине вирус присутствовал только у 10% населения.[18] Популяции T. infestans в Сухое Чако экорегион Аргентины уже были показаны как эффективная возможная мишень для методов борьбы с переносчиками TrV, а другие группы населения в Аргентине были определены как возможные цели в теоретических моделях.[20]

После репликации TrV, T. infestans кишечные клетки более прикреплены к T. cruzi и менее вероятно, что они распространят возбудитель болезни Шагаса.[21]

использованная литература

  1. ^ а б c Агирре, Джон; Алория, Керман; Арисменди, Хесус М .; Илоро, Ибон; Эльорца, Феликс; Санчес-Эухения, Рубен; Марти, Херардо А .; Нойман, Эммануэль; Рей, Феликс А. (2011). «Идентификация капсидных белков и анализ зрелых вирионов вируса триатомы (TrV) и природных пустых частиц». Вирусология. 409 (1): 91–101. Дои:10.1016 / j.virol.2010.09.034. PMID  21030058.
  2. ^ «Род: Aparavirus - Dicistroviridae - Picornavirales - Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV)». Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV). Получено 2017-10-28.
  3. ^ Марти, Херардо А .; Echeverria, María G .; Сусевич, Мария Л .; Бекнел, Джеймс Дж .; Pelizza, Sebastián A .; Гарсия, Хуан Дж. (2009). «Распространенность и распространение паразитов и патогенов Triatominae из Аргентины с упором на Triatoma infestans и TrV вируса Triatoma». Журнал патологии беспозвоночных. 102 (3): 233–237. Дои:10.1016 / j.jip.2009.06.010. PMID  19660466.
  4. ^ а б c Марти, Херардо А .; Echeverria, María G .; Сусевич, Мария Л .; Бекнел, Джеймс Дж .; Pelizza, Sebastián A .; Гарсия, Хуан Дж. (2009). «Распространенность и распространение паразитов и патогенов Triatominae из Аргентины с упором на Triatoma infestans и TrV вируса Triatoma». Журнал патологии беспозвоночных. 102 (3): 233–237. Дои:10.1016 / j.jip.2009.06.010. PMID  19660466.
  5. ^ а б c Muscio, O.A .; La Torre, J. L .; Скоделлер, Э.А. (1988). «Характеристика вируса триатома, пикорноподобного вируса, выделенного из Triatomine Bug Triatoma infestans». Журнал общей вирусологии. 69 (11): 2929–2934. Дои:10.1099/0022-1317-69-11-2929. PMID  3053988.
  6. ^ а б Сквайры, Гаэль; Поус, Жанна; Агирре, Джон; Розас-Деннис, Габриэла С .; Костабель, Марсело Д .; Марти, Херардо А .; Наваза, Хорхе; Брессанелли, Стефан; Герэн, Диего М. А. (01.06.2013). «Структура капсида вируса триатома». Acta Crystallographica Раздел D. 69 (6): 1026–1037. Дои:10.1107 / s0907444913004617. ISSN  0907-4449. ЧВК  3663122. PMID  23695247.
  7. ^ а б c Czibener, Cecilia; La Torre, Jose L .; Muscio, Oscar A .; Ugalde, Rodolfo A .; Скоделлер, Эдуардо А. (2000). «Анализ нуклеотидной последовательности вируса Triatoma показывает, что он является членом новой группы РНК-вирусов насекомых». Журнал общей вирусологии. 81 (4): 1149–1154. Дои:10.1099/0022-1317-81-4-1149. PMID  10725445.
  8. ^ а б Джейн, Флинт, С. (2015). Принципы вирусологии. Раканиелло, В. Р. (Винсент Р.), Ралл, Гленн Ф., Скалка, Анна М., Энквист, Л. В. (Линн В.) (4-е изд.). Вашингтон. ISBN  9781555819330. OCLC  914445879.
  9. ^ Санчес-Эухения, Рубен; Дурана, Ариц; Лопес-Марихуан, Ибай; Марти, Херардо А .; Герэн, Диего М. А. (2016). «Рентгеновская структура пустого капсида вируса триатома: понимание механизма отслоения оболочки и высвобождения РНК у дицистровирусов». Журнал общей вирусологии. 97 (10): 2769–2779. Дои:10.1099 / jgv.0.000580. PMID  27519423.
  10. ^ Санчес-Эухения, Рубен; Гойколея, Джулен; Хиль-Картон, Дэвид; Санчес-Магранер, Лиссете; Герэн, Диего М. А. (15 апреля 2015 г.). "Рекомбинантный белок VP4 вируса триатома индуцирует проницаемость мембраны через динамические поры". Журнал вирусологии. 89 (8): 4645–4654. Дои:10.1128 / jvi.00011-15. ISSN  0022-538X. ЧВК  4442390. PMID  25673713.
  11. ^ Bonning, Bryony C .; Миллер, У. Аллен (4 декабря 2009 г.). «Дицистровирусы». Ежегодный обзор энтомологии. 55 (1): 129–150. Дои:10.1146 / annurev-ento-112408-085457. ISSN  0066-4170. PMID  19961327.
  12. ^ Санчес-Эухения, Рубен; Мендес, Фернандо; Querido, Jailson F. B .; Сильва, Марсело Соуза; Герэн, Диего М. А .; Родригес, Хосе Ф. (2015). «Экспрессия структурного полипротеина вируса триатома, обработка и сборка в вирусоподобные частицы». Журнал общей вирусологии. 96 (1): 64–73. Дои:10.1099 / vir.0.071639-0. PMID  25304655.
  13. ^ Боннинг, Бриони К. (2009-10-01). «Dicistroviridae: новое семейство вирусов беспозвоночных». Virologica Sinica. 24 (5): 415–427. Дои:10.1007 / s12250-009-3044-1. ISSN  1674-0769.
  14. ^ «Вирусная зона». viralzone.expasy.org. Получено 2017-10-31.
  15. ^ а б Querido, Jailson FB; Echeverría, María G .; Марти, Херардо А .; Коста, Рита Медина; Сусевич, Мария Л .; Рабинович, Хорхе Э .; Копа, Айди; Montaño, Nair A .; Гарсия, Линет (17 января 2015 г.). "Распространенность антител к вирусу триатома (Dicistroviridae: Cripaviridae) у пациентов с болезнью Шагаса". Паразиты и векторы. 8 (1): 29. Дои:10.1186 / s13071-015-0632-9. ISSN  1756-3305. ЧВК  4351825. PMID  25595198.
  16. ^ а б Querido, Jailson F. B .; Агирре, Джон; Марти, Херардо А .; Герэн, Диего М. А .; Сильва, Марсело Соуза (2013-03-15). «Прививка вируса триатома (Dicistroviridae: Cripavirus) вызывает неинфекционный иммунный ответ у мышей». Паразиты и векторы. 6: 66. Дои:10.1186/1756-3305-6-66. ISSN  1756-3305. ЧВК  3605389. PMID  23497610.
  17. ^ Muscio, O .; Bonder, M. A .; La Torre, J. L .; Скоделлер, Э. А. (март 2000 г.). «Горизонтальная передача вируса триатомы фекально-оральным путем у Triatoma infestans (Hemiptera: Triatomidae)». Журнал медицинской энтомологии. 37 (2): 271–275. Дои:10.1603/0022-2585-37.2.271. ISSN  0022-2585. PMID  10730499.
  18. ^ а б Muscio, O.A .; La Torre, J .; Bonder, M. A .; Скоделлер, Э.А. (май 1997 г.). «Патогенность вируса триатомы в лабораторных колониях Triatoma infestans (Hemiptera: Reduviidae)». Журнал медицинской энтомологии. 34 (3): 253–256. Дои:10.1093 / jmedent / 34.3.253. ISSN  0022-2585. PMID  9151486.
  19. ^ Организация, Всемирное здравоохранение (2013 г.). Поддержание стремления преодолеть глобальное воздействие забытых тропических болезней: второй доклад ВОЗ о забытых тропических болезнях. Савиоли, Лоренцо., Домери, Дени, Кромптон, Д. В. Т. (Дэвид Уильям Томассон), 1937 г. - Всемирная организация здравоохранения. Управление по борьбе с забытыми тропическими болезнями. Женева, Швейцария. ISBN  9789241564540. OCLC  846539004.
  20. ^ Чеккарелли, Соледад; Бальсалобре, Агустин; Сусевич, Мария Лаура; Эчеверрия, Мария Габриэла; Горла, Давид Эладио; Марти, Херардо Анибал (12 марта 2015 г.). «Моделирование потенциального географического распространения триатомов, инфицированных вирусом Triatoma, в южной части Южной Америки». Паразиты и векторы. 8: 153. Дои:10.1186 / s13071-015-0761-1. ISSN  1756-3305. ЧВК  4367828. PMID  25881183.
  21. ^ Анибал Марти, Херардо; Рагон, Паула; Бальсалобре, Агустин; Чеккарелли, Соледад; Сусевич, Мария Лаура; Диоске, Патрисио; Эчеверрия, Мария Габриэла; Рабинович, Хорхе Эдуардо (2017). «Может ли вирус Triatoma подавлять инфицирование Trypanosoma cruzi (Chagas, 1909) у Triatoma infestans (Klug)? Исследование перекрестной инфекции и сопутствующей инфекции». Журнал патологии беспозвоночных. 150: 101–105. Дои:10.1016 / j.jip.2017.09.014. PMID  28962837.