Virus opice Mason-Pfizer - Mason-Pfizer monkey virus

Virus opice Mason-Pfizer
Klasifikace virů E
(bez hodnocení):Virus
Oblast:Riboviria
Království:Pararnavirae
Kmen:Artverviricota
Třída:Revtraviricetes
Objednat:Ortervirales
Rodina:Retroviridae
Rod:Betaretrovirus
Druh:
Virus opice Mason-Pfizer
Členské viry[1]
Synonyma[2]
  • Opičí retrovirus (SRV)
  • Virus opičího typu D 1

Virus opic Mason-Pfizer (M-PMV), dříve Opičí retrovirus (SRV), je druh retroviry které obvykle infikují a způsobují smrt imunitní nedostatečnost v asijských makakech.[3] Virus ssRNA se sporadicky objevuje v karcinomu mléčné žlázy makaků chovaných v zajetí v chovných zařízeních, která se očekávají jako přirozený hostitel, ale prevalence tohoto viru u divokých makaků zůstává neznámý.[4] M-PMV byl přirozeně přenášen tělními tekutinami obsahujícími viry (sliny, moč, krev atd.) prostřednictvím kousání, škrábání, péče a boje. Křížem kontaminované nástroje nebo zařízení (Fomite ) může také šířit tento virus mezi zvířaty.

Nějaký klinický a patologické příznaky novorozených makaků rhesus infikovaných M-PMV jsou průjem, ztráta váhy, splenomegalie lymfadenopatie, anémie, neutropenie a neoplastická onemocnění (retroperitoneální fibromatóza nebo vzácné B-buněčné lymfomy). U infikovaných novorozených opic Rhesus se může vyvinout onemocnění imunodeficience doprovázené oportunními infekcemi.[5] Aby se zabránilo infekci tohoto viru, dva očkování byly vyvinuty. Tato dvě účinná očkování jsou formalín -aktivovaná celá vakcína SRV-1 a rekombinantní vakcína vyjadřující obálku M-PMV glykoprotein gp70 a gp22.[3]

Vektor na bázi M-PMV je kandidátem na dodávání terapeutických genů při přenosu lidských genů. Na základě M-PMV 1) zůstává promotorová oblast transkripčně aktivní v lidských buňkách a 2) exprese konstitutivního transportního prvku (CTE) v cílových buňkách napomáhá usnadnění jaderného exportu pro genovou terapii.[5]

Dějiny

Virus opice Mason-Pfizer (M-PMV) odvozený z nádor prsu tkáň 8leté samice makaka rhesus (Macaca mulatta ) v roce 1970 Dr. Harish C. Chopra a Marcus M. Mason.[6] První objev předpokládal, že částice viru jsou onkogenní virus kvůli jeho podobnosti se známým onkogenním RNA virem (MMTV ). Krátce po objevu se předpokládalo, že M-PMV indukuje opičí AIDS (SAID). Současné studie však ukázaly, že M-PMV s tím nesouvisí virus opičí imunodeficience (SIV), který je v současné době uznáván jako opičí protějšek virus lidské imunodeficience.[7]

M-PMV nyní patří k SRV-3. Sérotyp SRV-1 byl identifikován na začátku 80. let u makaků rhesus, M. cyklopis, a M. fascicularis na Národní středisko pro výzkum primátů (NPRC), Kalifornie a Nová Anglie. SRV sérotyp-2 byl nalezen u endemických infekcí opic sledovaných (M. nemestrina ), makaků jávský, japonský makak (M. fuscata )ve Washingtonu NPRC a u makaků rhesus a Celebes (M. nigra ) v Oregonu NPRC.[8] SRV-3 je přítomen ve Wisconsinském primátovém centru, zatímco SRV-4 a SRV-5 byly identifikovány na University of California a pekingské primátové centrum. V roce 2010 japonská výzkumná skupina uvedla dva izoláty SRV od séropozitivních makaků cynomolgus a předběžně je označila jako SRV / D-Tsukuba (SRV / D-T).[3]

V roce 2011 hráči Foldit pomohl dešifrovat krystalovou strukturu M-PMV retrovirové proteázy. Zatímco puzzle bylo k dispozici k hraní po dobu tří týdnů, hráči vytvořili přesný 3D model enzymu za pouhých deset dní, který byl poté použit k vyřešení struktury pomocí molekulární náhrada. Problém, jak konfigurovat strukturu enzymu, přivedl vědce na 15 let.[9][10] Do roku 2015 bylo identifikováno sedm sérotypů M-PMV.

Klasifikace

Viry opic Mason-Pfizer patří do skupiny VI retrovirů betaretrovirus rod orthoretroviridae podčeleď. M-PMV byl klasifikován na základě virového sérotypu jako opičí retrovirus typu 3 (SRV-3).[11]

Rozlišuje se od ostatních orthoretrovirů svou akumulací morfologie intracelulárních částic typu A (nezralé částice) v cytoplazmě a sférickém nukleokapsidu.[12] Jakmile je sestavení v cytosolu kompletní, částice se poté transportují do plazmatické membrány, aby se dokončil proces zrání produkcí exogenních zralých částic (morfologie typu D). Částice typu D obsahují méně hustých povrchových hrotů a obsahují ikosahedrální kapsidy.[13]

Morfologie a genetická struktura

M-PMV je obalený RNA retrovirus s icosahedral kapsid (20 trojúhelníkových ploch a 12 vrcholů). Nukleová kyselina je zapouzdřena uvnitř sférického jádra. Obalený virus je tvořen lipidovou dvojvrstvou odvozenou z hostitelské buňky a virově specifických proteinů. The matricový protein váže se s nukleokapsidem, zatímco lemuje vnitřní povrch obalu, aby usnadnil proces shromáždění a nadějného genomu viru.[7] Kroky procesu retrovirové replikace zahrnují tvorbu částic Gag, transport na membránu (připojení), vstup do buňky, odlakování virové kapsidy, uvolnění genomu, syntéza nových virových proteinů a nukleových kyselin, sestavení potomků virionů, pučící a virové uvolnění.

Asi 60% suché hmotnosti virionu tvořené bílkovinami, 35% lipidů, přibližně 3% sacharidů.[11] Reverzní transkriptáza vyrobená z 1771 aminokyselinového proteinu, gp70 povrchového 586 aa proteinu, Pr95 911 aa proteinu a Pr78 657 aa proteinu.[14] Na základě své struktury je M-PMV citlivý na formaldehyd, vysokou teplotu (teplo) a detergenty.[11] 

M-PMV obsahuje dva typy virových částic.[15] Jeden nalezený v cytoplazmě a druhý byl nalezen extracelulárně. Intracytoplazmatické částice (typu A) jsou malé prstencové struktury o průměru 70 mµ. Viriony, které se běžně vyskytují v klastru v cytoplazmě a obklopují plazmatickou membránu na povrchu buněk. Nezralé částice budují intracelulárně a nejsou považovány za infekční. Po dokončení pučení procházejí nezralé částice procesem zrání (typu D), aby získaly infekčnost. Extracelulární zralé částice mají průměr asi 125 nm, zatímco nukleoid a jádro-skořápka jsou centrální válcovité struktury oddělené prostorem přibližně 8-10 nm.[16]

Struktura genomu

Signál balení viru opice Mason-Pfizer
RF00459.jpg
Předpovězeno sekundární struktura a zachování sekvence balíčku MPMV_package
Identifikátory
SymbolMPMV_package
RfamRF00459
Další údaje
RNA typCis-reg
DoményEukaryota; Viry
TAKSO: 0000233
PDB strukturPDBe

M-PMV genom se skládá z dimeru lineární, pozitivně sense, jednovláknové RNA.[11] Plně sekvenovaný genom integrovaného proviru složený z 8 557 nukleotidů o délce, dvou 349 bp LTR a transkripce genomu poskytly genom RNA 7 943 nukleotidů.[14] Každý monomer má poly (A) konec 200 nukleotidů na 3 'konci a má methylovanou strukturu nukleotidového víčka na 5' konci kovalentně spojeném s virovou RNA.

Genom M-PMV obsahuje čtyři geny: 5'-gag-pro-pol-env-3'. Gag kóduje skupinově specifický antigen (nukleokapsidové proteiny), Pro pro proteáza, Pol zodpovědný za RNA-dependentní DNA polymerázovou (reverzní transkriptázu) oblast a integrázu a Obálka kóduje obalový glykoprotein pro proteiny virion peplomer. Stejně jako všechny retroviry může i M-PMV přepisovat svůj Genom RNA do dvouvláknové DNA pomocí enzym reverzní transkriptázy (Mg2+
 závislý na betaretroviry ). Gag protein plní během životního cyklu viru více funkcí, včetně sestavení, zrání a časné replikace. Na rozdíl od jiných retrovirů má M-PMV tři gagprekurzory polyproteinů asociované: Pr78, Pr95 (gag-pro fúze) a Pr180 (gag-pol).[17] Sestava Pr78 tvoří nezralou kapsidu, která hraje zásadní roli v raných fázích životního cyklu viru. Virová proteáza je zodpovědná za přípravu strukturních proteinů a virových enzymů pro nadějný proces. Ve všech retrovirových systémech se běžně vyskytují konzervované aminokyselinové sekvence pol a a gag-pol (Pr180) předchůdce. Virový obalový prekurzor glykoproteinu je zodpovědný za sekreci a transmembránovou kotevní sekvenci viru během pučícího procesu. Imunosupresivní segment v env Bylo zjištěno, že sekvence M-PMV jsou přibližně ze 60% podobné (vysoce konzervativní) jako sekvence avirus spojený s retikuloendoteliózou, označuje podobný mechanismus u onemocnění indukovaných M-PMV.[17] Obecně se zjistí, že obalový protein je vysoce homologní s proteinem ptačího viru typu C.

The 5 'UTR genomu obsahuje balicí signál, který je vyžadován pro specifické Enkapsidace RNA.[18][19]

Životní cyklus

Glykoprotein nacházející se na povrchu M-PMV interaguje se specifickými receptory na povrchu hostitelské buňky. Po připojení došlo k fúzi uvolnění nukleové kapsle virové obálky do buněčných membrán hostitele. Jakmile je uvnitř cytoplazmy, RNA s pozitivním smyslem slouží jako templát pro reverzní transkriptázu k produkci cDNA z virové RNA. Virová cDNA je poté integrována do genomu hostitelské buňky pomocí enzymu virové integrázy, kde se stává permanentním genetickým prvkem po celý život buňky. Integrovaný provirus může zůstat inaktivovaný nebo může být transkribován hostitelskou RNA polymerázou II na mRNA, která je translatována za vzniku regulačních proteinů a virové struktury. Jakmile jsou syntetizovány nové virové genomy a proteiny, jsou sestaveny potomstvo virionů. Kapsidy se tvoří jako intracytoplazmatické částice (typ A). Virusem kódované matricové proteiny vloženy a restrukturalizovat membrány hostitelských buněk. Virus prochází zráním, když se částice typu A shromažďují v cytosolu a jsou transportovány na plazmatickou membránu. Virem kódované prekurzory polyproteinů se poté zpracují, aby se z nich staly strukturní proteiny a virové enzymy tvořící částice typu D připravené k pučení uvolněné z volného virionu.[20]

Kromě toho retrovirový polyprotein Gag hraje roli při transportu a sestavování částic typu A do oblasti plazmatické membrány buňky hostitele, kde dochází k sestavení a pučícímu proteinu matrice na povrch buňky.[21] Během nebo krátce poté virové pučení štěpí virová proteáza Gag protein za vzniku proteinů asociovaných se zralým virionem, včetně matrixového proteinu, kapsidy, nukleokapsidu a dalších produktů. Tento proces vede ke kondenzaci virového jádra a je nezbytný pro infekčnost viru. Tyto zralé produkty štěpení Gag pak opakují proces infikování nových buněk a kladou role v raných fázích životního cyklu viru.[22]

Ekologie

Exogenní a endogenní opičí retroviry typu D existují přirozeně pocházející z různých druhů rodu Makak a může infikovat různé savčí hostitele včetně primátů (kromě lidoopů) ze Starého a Nového světa, Veverka opice, Colobinae, ovce (Retrovirus ovcí Jaagsiekte ) a kozy (Enzootický virus nosního nádoru ).[15] Virové sekvence typu D mohou být také izolovány z lidí, vačice a myši.

Reference

  1. ^ „9. zpráva ICTV (2011) Retroviridae". Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV). Citováno 29. prosince 2018.
  2. ^ „Historie taxonomie ICTV: Virus opice Mason-Pfizer". Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV). Citováno 29. prosince 2018.
  3. ^ A b C Montiel NA (říjen 2010). "Aktualizovaná recenze opičího betaretroviru (SRV) u hostitelů makaků". Journal of Medical Primatology. 39 (5): 303–14. doi:10.1111 / j.1600-0684.2010.00412.x. PMID  20412379.
  4. ^ Iskandriati D, Saepuloh U, Mariya S, Grant RF, Solihin DD, Sajuthi D, Pamungkas J (2010). "Izolace a charakterizace opičího retroviru typu D z Macaca fascicularis a M. nemestrina v Indonésii". Mikrobiologie Indonésie. 4 (3): 132–6. doi:10,5454 / mil. 4.3.6. Archivovány od originál dne 16. 12. 2010. Citováno 2012-02-03.
  5. ^ A b Pitchai, Fathima Nuzra Nagoor; Ali, Lizna; Pillai, Vineeta Narayana; Chameettachal, Akhil; Ashraf, Syed Salman; Mustafa, Farah; Marquet, Roland; Rizvi, Tahir Aziz (07.08.2018). „Exprese, purifikace a charakterizace biologicky aktivního viru Mason-Pfizer Monkey (MPMV) Pr78Gag v plné délce“. Vědecké zprávy. 8 (1): 11793. Bibcode:2018NatSR ... 811793P. doi:10.1038 / s41598-018-30142-0. ISSN  2045-2322. PMC  6081465. PMID  30087395.
  6. ^ Chopra, Harish C .; Mason, Marcus M. (01.08.1970). „Nový virus ve spontánním nádoru mléčné žlázy opice Rhesus“. Výzkum rakoviny. 30 (8): 2081–2086. ISSN  0008-5472. PMID  4195910.
  7. ^ A b Conte, MR; Klikova, M; Hunter, E; Ruml, T; Matthews, S (01.01.1997). „Trojrozměrná struktura řešení maticového proteinu z retroviru typu D, opičího viru Mason-Pfizer a důsledky pro morfologii retrovirové sestavy“. Časopis EMBO. 16 (19): 5819–5826. doi:10.1093 / emboj / 16.19.5819. ISSN  0261-4189. PMC  1170213. PMID  9312040.
  8. ^ Philipp-Staheli J, Marquardt T, Thouless ME, Bruce AG, Grant RF, Tsai CC, Rose TM (březen 2006). „Genetická variabilita obalového genu subtypů opičího retroviru typu 2 (SRV-2) typu D spojená s retroperitoneální fibromatózou související s SAIDS u různých druhů makaků“. Virology Journal. 3 (11): 11. doi:10.1186 / 1743-422X-3-11. PMC  1450265. PMID  16515713.
  9. ^ Khatib F, DiMaio F, Cooper S, Kazmierczyk M, Gilski M, Krzywda S, Zabranska H, ​​Pichova I, Thompson J, Popović Z, Jaskolski M, Baker D (září 2011). „Krystalová struktura monomerní retrovirové proteázy vyřešená hráči skládání bílkovin“. Přírodní strukturní a molekulární biologie. 18 (10): 1175–7. doi:10.1038 / nsmb.2119. PMC  3705907. PMID  21926992.
  10. ^ Praetorius D (2011-09-19). „Hráči dekódují bílkovinu AIDS, která přivedla vědce na 15 let za pouhé 3 týdny“. Huffington Post. Citováno 17. listopadu 2016.
  11. ^ A b C d „Retroviridae - reverzní transkripce virů DNA a RNA - reverzní transkripce virů DNA a RNA (2011)“. Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV). Citováno 2020-04-23.
  12. ^ „Struktura retroviru“. web.stanford.edu. Citováno 2020-05-06.
  13. ^ Sonigo, Pierre; Barker, Christopher; Hunter, Eric; Wain-Hobson, Simon (09.05.1986). „Nukleotidová sekvence viru opice Mason-Pfizer: imunosupresivní retrovirus typu D“. Buňka. 45 (3): 375–385. doi:10.1016/0092-8674(86)90323-5. ISSN  0092-8674. PMID  2421920.
  14. ^ A b "Virus opice Mason-Pfizer, kompletní genom". 2018-08-13. Citováno 24. dubna 2020.
  15. ^ A b Bohl, Christopher R .; Brown, Shanna M .; Weldon, Robert A. (07.11.2005). „Fosfoprotein pp24 viru opice Mason-Pfizer přispívá k balení virového genomu“. Retrovirologie. 2 (1): 68. doi:10.1186/1742-4690-2-68. ISSN  1742-4690. PMC  1308863. PMID  16274484.
  16. ^ Prokšová, Petra Grznárová; Lipov, Jan; Zelenka, Jaroslav; Hunter, Eric; Langerová, Hana; Rumlová, Michaela; Ruml, Tomáš (2018-10-20). „Cyklus glykoproteinu na obálce viru opice Mason-Pfizer a jeho vezikulární transport s nezralými částicemi“. Viry. 10 (10): 575. doi:10,3390 / v10100575. ISSN  1999-4915. PMC  6212865. PMID  30347798.
  17. ^ A b Sonigo, P .; Barker, C .; Hunter, E .; Wain-Hobson, S. (09.05.1986). „Nukleotidová sekvence viru opice Mason-Pfizer: imunosupresivní retrovirus typu D“. Buňka. 45 (3): 375–385. doi:10.1016/0092-8674(86)90323-5. ISSN  0092-8674. PMID  2421920.
  18. ^ Mustafa F, Lew KA, Schmidt RD, Browning MT, Rizvi TA (leden 2004). „Mutační analýza předpokládané sekundární struktury RNA signálu balení viru opice Mason-Pfizer“. Virový výzkum. 99 (1): 35–46. doi:10.1016 / j.virusres.2003.09.012. PMID  14687944.
  19. ^ Harrison GP, ​​Hunter E, Lever AM (duben 1995). „Sekundární strukturní model vedoucí sekvence viru opice Mason-Pfizer 5 ': identifikace strukturního motivu společného pro celou řadu retrovirů“. Journal of Virology. 69 (4): 2175–2186. doi:10.1128 / JVI.69.4.2175-2186.1995. PMC  188886. PMID  7884866.
  20. ^ Fajn, D .; Schochetman, G. (říjen 1978). "Retroviry primátů typu D: recenze". Výzkum rakoviny. 38 (10): 3123–3139. ISSN  0008-5472. PMID  80259.
  21. ^ Prchal, Jan; Kroupa, Tomáš; Ruml, Tomáš; Hrabal, Richard (21.01.2014). "Interakce matricového proteinu viru opice Mason-Pfizer s plazmatickou membránou". Hranice v mikrobiologii. 4: 423. doi:10.3389 / fmicb.2013.00423. ISSN  1664-302X. PMC  3896817. PMID  24478762.
  22. ^ Píchalová, Růžena; Füzik, Tibor; Vokatá, Barbora; Rumlová, Michaela; Llano, Manuel; Dostálková, Alžbĕta; Křížová, Ivana; Ruml, Tomáš; Ulbrich, Pavel (srpen 2018). „Zachované cysteiny v kapsidovém proteinu viru opice Mason-Pfizer jsou nezbytné pro tvorbu infekčních zralých částic“. Virologie. 521: 108–117. doi:10.1016 / j.virol.2018.06.001. ISSN  0042-6822. PMC  6379149. PMID  29906704.

externí odkazy