Лентивирусы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Лентивирусы
Human Immunodeficency Virus - stylized rendering.jpg
Стилизованное изображение сечения ВИЧ
Научная классификация
Международное научное название

Lentivirus

Виды
Группа по Балтимору

VI: оцРНК-ОТ-вирусы

Wikispecies-logo.svg
Систематика
на Викивидах
Commons-logo.svg
Изображения
на Викискладе
NCBI   11616

Лентивирусы (от лат. lenti-, «медленный») — род вирусов, семейства 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.

Примерами лентивирусов являются: ВИЧ, вирус иммунодефицита обезьян, вирус иммунодефицита кошек.

Систематика[править | править вики-текст]

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.

Морфология[править | править вики-текст]

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

Структура генома и репликация[править | править вики-текст]

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.

Антигенные свойства[править | править вики-текст]

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

Физико-химические характеристики вирионов[править | править вики-текст]

  • Общие
    • Плавучая плотность 1,16-1,18 г/см−3 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[править | править вики-текст]

Механизм действия и доставка shRNA в клетки млекопитающих при помощи лентивирусных векторов для исследований в области РНК-интерференции

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 определенных 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 будут в дальнейшем будут проводить 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]

Литература[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]