Myší polyomavirus - Murine polyomavirus

Mus musculus polyomavirus 1
Vykreslení ikosahedrální virové kapsidy obsahující 72 pentamerů VP1, zabarvené tak, že oblasti povrchu blíže k vnitřnímu středu vypadají modře a oblasti dále od červené.
The kapsidový protein VP1 shromážděny do dvacetistěny kapsid struktura obsahující 72 pentamerů, zbarvená vzdáleností od středu interiéru. Z PDB: 1SIE​.[1]
Klasifikace virů E
(bez hodnocení):Virus
Oblast:Monodnaviria
Království:Shotokuvirae
Kmen:Cossaviricota
Třída:Papovaviricetes
Objednat:Sepolyvirales
Rodina:Polyomaviridae
Rod:Alphapolyomavirus
Druh:
Mus musculus polyomavirus 1

Myší polyomavirus (také známý jako myší polyomavirus, Polyomavirus murisnebo Mus musculus polyomavirus 1, a ve starší literatuře jako SE polyom nebo virus příušní nádory; zkráceně MPyV) je neobalený dvouvláknová DNA virus z polyomavirus rodina. První člen rodiny, který byl objeven, byl původně identifikován náhodou v padesátých letech minulého století.[2][3] Součást myši leukémie extrakt schopný způsobit nádory, zejména v příušní žláza, u novorozených myší bylo hlášeno Ludwik Gross v roce 1953[4] a identifikován jako virus podle Sarah Stewart a Bernice Eddy na Národní onkologický institut, po kterém se kdysi nazýval „SE polyoma“.[5][6][7] Stewart a Eddy by pokračovali ve studiu souvisejících polyomavirů, jako jsou SV40 které infikují primáti, včetně lidí. Tyto objevy byly v té době široce hlášeny a tvořily rané fáze porozumění onkoviry.[8][9]

Patologie

MPyV se primárně šíří mezi myší prostřednictvím intranazální trase a vrhá se dovnitř moč. Genetická náchylnost k MPyV infekci u myší se významně liší a ne všechny kmeny MPyV jsou onkogenní.[7] Obecně platí, že pouze novorozenci a imunosuprimovaný myši (obvykle transgenní ) rozvíjet nádory po infekci; ačkoli původně pozorován jako příčina příušní žláza nádory, virus může indukovat solidní nádory v široké škále typů tkání obou epiteliální a mezenchymální původ.[10]:107–9 Ačkoli viry v oběhu mezi divoký myši mohou být tumorigenní, za přirozených podmínek virus nezpůsobuje nádory; mateřské protilátky se ukázaly jako kritické při ochraně novorozenců.[3][10][11] V moderní době to bylo popsáno jako vzácné laboratorní myš výzkumné kolonie.[7]

MPyV je také schopen infikovat a způsobit nádory u jiných hlodavec druhy, včetně morčata, křečci, a krysy, i když rozmanitost typů tkání způsobujících vznik nádorů je u těchto druhů snížena.[10]:107–9 MPyV neinfikuje člověka a není spojen s lidskými rakovinami.[12]

Struktura

3D vytištěný model duté izokatedrální kapsidy ve dvou kusech.
A 3D tištěné model kapsidy polyomaviru.

Stejně jako ostatní členové rodiny polyomavirů má MPyV neobalený obal icosahedral (T =7) virová kapsida kolem 45 nanometry v průměru.[3][13] Kapsida obsahuje tři bílkoviny; kapsidový protein VP1 je primární složkou a samo se sestavuje do 360-jednotkové vnější kapsidové vrstvy složené ze 72 pentamerů. Další dvě komponenty, VP2 a VP3, mají vysokou hodnotu sekvenční podobnost k sobě navzájem, s VP3 zkráceným na N-konec vzhledem k VP2. VP2 a VP3 se shromažďují uvnitř kapsidy v kontaktu s VP1.[3][13]

Vykreslený snímek kapsidy s monomery VP1 souvisejícími se symetrií zobrazenými v různých barvách a vycentrovaný na přísný pentamer, který vytváří efekt radiální symetrie.
Struktura kapsidy zbarvená pro ilustraci sestavy ikosahedrální architektury z pentamerů VP1. Každý monomer VP1 související se symetrií je zobrazen v jiné barvě. Z PDB: 1SIE​.

VP1 je schopen vlastní montáže do virové částice i při absenci dalších virových složek.[14] Tento proces vyžaduje vázané vápník ionty a výsledné částice jsou stabilizovány intra-pentamerem, ale nevyžadují to disulfidové vazby.[15]

Genom

MPyV má uzavřený, oběžník dvouvláknová DNA genom kolem 5 kilobázové páry. Obsahuje dvě transkripční jednotky umístěné na protilehlých vláknech, nazývané „časná oblast“ a „pozdní oblast“ pro fázi virového životního cyklu, ve které jsou vyjádřený; každý region produkuje a pre-poselská RNA molekula, ze které šest geny jsou vyjádřeny prostřednictvím alternativní sestřih. Tři geny v rané oblasti exprimují velký, střední, a malý nádorové antigeny (LT, MT, ST) a jsou dostatečné pro vyvolání nádorů. Tři geny v pozdní oblasti exprimují tři kapsidové proteiny VP1, VP2 a VP3. Mezi časným a pozdním regionem je region nekódující DNA obsahující původ replikace a promotér a zesilovač elementy.[16]:786–7 Vyjádření a mikroRNA z oblasti překrývající se s jedním z LT exony byl také identifikován a předpokládá se, že se účastní snižování exprese nádorových antigenů.[17]

Replikace

Mobilní vstup

Five aligned micrographs showing different positions of a virion relative to the outer membrane of a cell being infected; in the first micrograph the virion is located on the exterior surface and in the last it has fully penetrated the membrane.
Série rozmrazených kryosekce buněk infikovaných MPyV ilustrujících proces virové internalizace. Zápis „pm“ označuje polohu souboru plazmatická membrána.[18]

Viry postrádající a virová obálka často mají složité mechanismy pro vstup do EU hostitelská buňka. MPyV kapsidový protein VP1 se váže na kyseliny sialové z gangliosidy GD1a a GT1b na povrchu buňky.[1][19] Funkce VP2 a VP3 jsou méně dobře pochopeny, ale bylo hlášeno, že je vystaven alespoň VP2 endocytóza virové částice a může se podílet na uvolňování viru z endoplazmatické retikulum.[20][21] Bylo hlášeno, že MPyV vstupuje do buněk prostřednictvím a Caveolae -závislý mechanismus endocytózy a nezávislým mechanismem prostřednictvím nepotaženého vezikuly.[21][22]

Na rozdíl od mnoha virů, které vstupují do buňky endocytózou, polyomaviry pronikají buněčnou membránou a vstupují do cytosol od pozdních endoplazmatické retikulum spíše než z endozomy, i když konformační změny v reakci na nízké pH v endolysozomy byly předpokládány jako kritické kroky v procesu.[23] Předpokládá se, že výstup MPyV membrány závisí na přítomnosti specifických hostitelských proteinů lokalizovaných v pozdní ER; například hostitelský protein ERp29, člen protein disulfid izomeráza Bylo prokázáno, že narušuje konformaci VP1.[24] Není známo, zda je vstup do cytosolu povinný pro infekci MPyV, nebo zda by částice mohla vstoupit do buněčné jádro přímo z ER. Dokonce i jediná virová částice vstupující do jádra může být dostatečná pro infekci.[21]

Sestava Virion

A micrograph showing a cluster of long tubular structures surrounded by assembled round virions, where both types of structure are sometimes full of dense material and sometimes empty.
Mikrograf tenké části buňky infikované MPyV ilustrující strukturu továrny na viry ve kterém se vyrábějí nové virióny. Červené indikátory ukazují na tubulární struktury (šipka: prázdný tubul; hrot šipky: naplněný tubul) a modré indikátory ukazují na viriony (šipka: prázdný virion; šipka: naplněný virion). Hustý střed vyplněných struktur pravděpodobně naznačuje přítomnost genomové DNA viru.[25]

Nový MPyV viriony jsou sestaveny v jádro v hustých místních agregacích známých jako továrny na viry. Kapsidové proteiny produkované v cytoplazma hostitelské buňky, zadejte jádro v sestaveném stavu kapsomery skládající se z pentamerního VP1 spojeného s VP2 nebo VP3. Sekvence nukleární lokalizace v souladu s karyofherin v kapsidových proteinových sekvencích byly identifikovány interakce, které usnadňují jejich průchod jaderné póry. Jakmile se dostanou do jádra, shromáždí se do zralých kapsidů obsahujících kopii virového genomu, i když přesný mechanismus enkapsidace není dobře pochopeno.[26] Vláknité nebo trubkovité struktury představující polymerovaný VP1 byly pozorovány v jádrech infikovaných buněk jako meziprodukty v procesu montáže, z nichž jsou produkovány zralé viriony.[25][27]

Tumorigeneze

MPyV obsahuje tři proteiny, které byly důkladně studovány z hlediska jejich schopnosti indukovat neoplastická transformace (tj. karcinogeneze); tyto proteiny jsou exprimovány z časné oblasti virového genomu a jsou známy jako velké, střední a malé nádorový antigen. Myší polyomavirus a jeho blízký příbuzný polyomavirus křečka jsou historicky jediné dva známé viry, jejichž genomy obsahují antigen středního nádoru, zdaleka nejúčinnější ze tří časných proteinů při indukci karcinogeneze. V roce 2015 sekvence genomu u krysího polyomaviru bylo hlášeno, že obsahuje také střední nádorový antigen,[28] v souladu s očekáváním, že se vyvinul jedinečně v linii hlodavců rodiny polyomavirů.[29] Vyjádření MT z a transgen nebo úvod v buněčná kultura může stačit k vyvolání transformace. Studie využívající MT hrály klíčové role v porozumění hostitelské buňce onkogeny a jejich účinky na karcinogenezi, zejména při studiu viru Src rodina tyrosinkinázy.[30] Transgenní myši exprimující MT jsou široce používány jako modely pro rakovina postup a metastáza, zejména z rakovina prsu.[31][32][33]

Taxonomie

V taxonomické aktualizaci skupiny polyomavirů z roku 2015 se Mezinárodní výbor pro taxonomii virů klasifikován MPyV jako druh druhu z rod Alphapolyomavirus pod novým oficiálním názvem Mus musculus polyomavirus 1.[34]

Reference

  1. ^ A b Stehle, T; Harrison, SC (15. února 1996). "Krystalové struktury myšího polyomaviru v komplexu s fragmenty sialyloligosacharidového řetězce s přímým a rozvětveným řetězcem". Struktura. 4 (2): 183–94. doi:10.1016 / s0969-2126 (96) 00021-4. PMID  8805524.
  2. ^ Gross, L (listopad 1976). "Náhodná izolace a identifikace viru polyomu". Výzkum rakoviny. 36 (11 Pt 1): 4195–6. PMID  184928.
  3. ^ A b C d Ramqvist, T; Dalianis, T (srpen 2009). „Murine polyomavirus tumor specific transplantační antigeny a virová perzistence ve vztahu k imunitní odpovědi a vývoji nádoru“. Semináře z biologie rakoviny. 19 (4): 236–43. doi:10.1016 / j.semcancer.2009.02.001. PMID  19505651.
  4. ^ Gross, L. (1953). „Filtrovatelný prostředek získaný z extraktů z ak leukemie, který způsobuje karcinomy slinných žláz u myší C3H“. Experimentální biologie a medicína. 83 (2): 414–21. doi:10.3181/00379727-83-20376. PMID  13064287.
  5. ^ STEWART, SE; EDDY, BE; BORGESE, N (červen 1958). "Novotvary u myší inokulovaných nádorovým činidlem prováděným v tkáňové kultuře". Journal of the National Cancer Institute. 20 (6): 1223–43. doi:10.1093 / jnci / 20.6.1223. PMID  13549981.
  6. ^ Eddy, Bernice E .; Stewart, Sarah E. (listopad 1959). "Vlastnosti viru SE Polyoma". American Journal of Public Health and the Nations Health. 49 (11): 1486–1492. doi:10,2105 / AJPH.49.11.1486. PMC  1373056. PMID  13819251.
  7. ^ A b C Percy, Dean H .; Barthold, Stephen W. (2013). "Infekce polyomovým virem". Patologie laboratorních hlodavců a králíků (3. vyd.). John Wiley & Sons. ISBN  978-1118704639.
  8. ^ Harris, R.J.C. (7. července 1960). "Viry vyvolávající rakovinu". Nový vědec. 8 (190): 21–3.
  9. ^ Morgan, Gregory J. (prosinec 2014). „Ludwik Gross, Sarah Stewart a objevy viru Gross myší leukémie a viru polyomu z 50. let“. Studie historie a filozofie vědy Část C: Studie historie a filozofie biologických a biomedicínských věd. 48: 200–209. doi:10.1016 / j.shpsc.2014.07.013. PMID  25223721.
  10. ^ A b C Fox, James G., ed. (2006). Myš v biomedicínském výzkumu, svazek 2 nemocí (2. vyd.). Burlington: Elsevier. ISBN  9780080467719.
  11. ^ Carroll, J; Dey, D; Kreisman, L; Velupillai, P; Dahl, J; Telford, S; Bronson, R; Benjamin, T (prosinec 2007). „Vazba na receptory a onkogenní vlastnosti virů polyomu izolovaných z divokých myší“. PLOS patogeny. 3 (12): e179. doi:10.1371 / journal.ppat.0030179. PMC  2134959. PMID  18085820.
  12. ^ Cooper, Geoffrey M. (2000). Buňka: molekulární přístup (2. vyd.). Washington (DC): ASM Press. ISBN  0-87893-106-6.
  13. ^ A b Ramqvist, T; Dalianis, T (únor 2010). „Poučení z imunitních odpovědí a vakcín proti myší polyomavirové infekci a polyomavirem vyvolaným nádorům, které jsou potenciálně užitečné pro studie na lidských polyomavirech“. Protinádorový výzkum. 30 (2): 279–84. PMID  20332429.
  14. ^ Salunke, DM; Caspar, DL; Garcea, RL (12. září 1986). "Vlastní sestavení purifikovaného polyomavirového kapsidového proteinu VP1". Buňka. 46 (6): 895–904. doi:10.1016/0092-8674(86)90071-1. PMID  3019556.
  15. ^ Schmidt, U; Rudolph, R; Böhm, G (únor 2000). "Mechanismus sestavování rekombinantních myších částic podobných polyomaviru". Journal of Virology. 74 (4): 1658–62. doi:10.1128 / jvi.74.4.1658-1662.2000. PMC  111640. PMID  10644335.
  16. ^ Lawrence, šéfredaktor, sir John Kendrew; výkonná redaktorka, Eleanor (1994). Encyklopedie molekulární biologie. Oxford: Blackwell Science. ISBN  9781444313840.CS1 maint: další text: seznam autorů (odkaz)
  17. ^ Lagatie, Ole; Tritsmans, Luc; Stuyver, Lieven J (2013). „Svět miRNA polyomavirů“. Virology Journal. 10 (1): 268. doi:10.1186 / 1743-422X-10-268. PMC  3765807. PMID  23984639.
  18. ^ Zila, V; Difato, F; Klimová, L; Huerfano, S; Forstova, J (2014). „Zapojení mikrotubulární sítě a jejích motorů do produktivního endocytového přenosu myšího polyomaviru“. PLOS ONE. 9 (5): e96922. Bibcode:2014PLoSO ... 996922Z. doi:10.1371 / journal.pone.0096922. PMC  4014599. PMID  24810588.
  19. ^ Tsai, B; Gilbert, JM; Stehle, T; Lencer, W; Benjamin, TL; Rapoport, TA (1. září 2003). „Gangliosidy jsou receptory viru myšího polyomu a SV40“. Časopis EMBO. 22 (17): 4346–55. doi:10.1093 / emboj / cdg439. PMC  202381. PMID  12941687.
  20. ^ Burkert, O; Kreßner, S; Sinn, L; Giese, S; Simon, C; Lilie, H (červenec 2014). "Biofyzikální charakterizace polyomavirových minoritních kapsidových proteinů". Biologická chemie. 395 (7–8): 871–80. doi:10.1515 / hsz-2014-0114. PMID  24713574.
  21. ^ A b C Tsai, B; Qian, M (2010). "Buněčný vstup polyomavirů". Aktuální témata v mikrobiologii a imunologii. 343: 177–94. doi:10.1007/82_2010_38. ISBN  978-3-642-13331-2. PMID  20373089.
  22. ^ Gilbert, JM; Benjamin, TL (září 2000). „První kroky vstupu polyomaviru do buněk“. Journal of Virology. 74 (18): 8582–8. doi:10.1128 / jvi.74.18.8582-8588.2000. PMC  116371. PMID  10954560.
  23. ^ Qian, M; Cai, D; Verhey, KJ; Tsai, B (červen 2009). „Lipidový receptor třídí polyomavirus od endolysozomu k endoplazmatickému retikulu, aby způsobil infekci“. PLOS patogeny. 5 (6): e1000465. doi:10.1371 / journal.ppat.1000465. PMC  2685006. PMID  19503604.
  24. ^ Magnuson, B; Rainey, EK; Benjamin, T; Baryshev, M; Mkrtchian, S; Tsai, B (28. října 2005). „ERp29 spouští konformační změnu v polyomaviru ke stimulaci vazby na membránu“. Molekulární buňka. 20 (2): 289–300. doi:10.1016 / j.molcel.2005.08.034. PMID  16246730.
  25. ^ A b Erickson, KD; Bouchet-Markýz, C; Heiser, K; Szomolanyi-Tsuda, E; Mishra, R; Lamothe, B; Hoenger, A; Garcea, RL (2012). „Továrny na shromažďování virionů v jádru buněk infikovaných polyomaviry“. PLOS patogeny. 8 (4): e1002630. doi:10.1371 / journal.ppat.1002630. PMC  3320610. PMID  22496654.
  26. ^ Almendral, JM (2013). "Sestava jednoduchých ikosahedrálních virů". Subcelulární biochemie. Subcelulární biochemie. 68: 307–28. doi:10.1007/978-94-007-6552-8_10. hdl:10261/117126. ISBN  978-94-007-6551-1. PMID  23737056.
  27. ^ Risco, Cristina; de Castro, Isabel Fernández; Sanz-Sánchez, Laura; Narayan, Kedar; Grandinetti, Giovanna; Subramaniam, Sriram (3. listopadu 2014). „Trojrozměrné zobrazování virových infekcí“. Roční přehled virologie. 1 (1): 453–473. doi:10.1146 / annurev-virology-031413-085351. PMID  26958730.
  28. ^ Ehlers, B; Richter, D; Matuschka, FR; Ulrich, RG (3. září 2015). "Genomové sekvence potkaního polyomaviru související s myším polyomavirem, Rattus norvegicus polyomavirem 1". Oznámení o genomu. 3 (5): e00997-15. doi:10.1128 / genomA.00997-15. PMC  4559740. PMID  26337891.
  29. ^ Gottlieb, KA; Villarreal, LP (červen 2001). "Přírodní biologie polyomavirového středního T antigenu". Recenze mikrobiologie a molekulární biologie. 65 (2): 288–318, druhá a třetí strana, obsah. doi:10.1128 / MMBR.65.2.288-318.2001. PMC  99028. PMID  11381103.
  30. ^ Fluck, MM; Schaffhausen, BS (září 2009). „Lekce v signalizaci a tumorigenezi ze středního T antigenu polyomaviru“. Recenze mikrobiologie a molekulární biologie. 73 (3): 542–63, obsah. doi:10.1128 / mmbr.00009-09. PMC  2738132. PMID  19721090.
  31. ^ Maglione, JE; Moghanaki, D; Young, LJ; Manner, CK; Ellies, LG; Joseph, SO; Nicholson, B; Cardiff, RD; MacLeod, CL (15. listopadu 2001). „Transgenní Polyoma myši se středním T modelují premaligní onemocnění mléčné žlázy“. Výzkum rakoviny. 61 (22): 8298–305. PMID  11719463.
  32. ^ Lin, EY; Jones, JG; Li, P; Zhu, L; Whitney, KD; Muller, WJ; Pollard, JW (listopad 2003). „Progrese k malignitě u modelu polyomu se středním T onkoproteinovým myším s karcinomem prsu poskytuje spolehlivý model pro lidská onemocnění“. American Journal of Pathology. 163 (5): 2113–26. doi:10.1016 / s0002-9440 (10) 63568-7. PMC  1892434. PMID  14578209.
  33. ^ Guy, CT; Cardiff, RD; Muller, WJ (březen 1992). „Indukce nádorů mléčné žlázy expresí polyomavirového středního T onkogenu: model transgenní myši pro metastatické onemocnění“. Molekulární a buněčná biologie. 12 (3): 954–61. doi:10.1128 / mcb.12.3.954. PMC  369527. PMID  1312220.
  34. ^ Studijní skupina Polyomaviridae Mezinárodního výboru pro taxonomii virů; Calvignac-Spencer, S; Feltkamp, ​​MC; Daugherty, MD; Moens, U; Ramqvist, T; Johne, R; Ehlers, B (29. února 2016). „Aktualizace taxonomie pro rodinu Polyomaviridae“. Archivy virologie. 161 (6): 1739–50. doi:10.1007 / s00705-016-2794-r. PMID  26923930.

Média související s Jádra infikovaná MPyV a Továrny na viry MPyV na Wikimedia Commons