Wirus triatomy
| Wirus Triatoma | |
|---|---|
| Klasyfikacja wirusów | |
| (nierankingowe): | Wirus |
| królestwo : | Rybowiria |
| Królestwo: | Orthornawirusy |
| Gromada: | Pisuviricota |
| Klasa: | Pisoniviricetes |
| Zamówienie: | pikornawirusy |
| Rodzina: | Dicistroviridae |
| Rodzaj: | Krypawirus |
| Gatunek: |
Wirus triatomy
|
Triatoma virus ( TrV ) jest wirusem należącym do rodziny wirusów owadzich Dicistroviridae . W obrębie tej rodziny istnieją obecnie 3 rodzaje i 15 gatunków wirusów. Wirus Triatoma należy do rodzaju Cripavirus . Nie ma otoczki, a jego materiałem genetycznym jest jednoniciowy RNA o dodatniej polaryzacji . Naturalnymi żywicielami wirusa triatoma są bezkręgowce. TrV jest znanym patogenem Triatoma infestans , głównego wektora choroby Chagasa w Argentynie, co sprawia, że wirus triatoma jest głównym kandydatem do biologicznego zwalczania wektorów w przeciwieństwie do chemicznych środków owadobójczych. Wirus Triatoma został po raz pierwszy odkryty w 1984 roku, kiedy przeprowadzono badanie patogenów triatomów w nadziei na znalezienie potencjalnych biologicznych metod zwalczania T. infestans .
Klasyfikacja wirusów
TrV jest jednoniciowym wirusem RNA o dodatniej czułości. Należy do grupy wirusów IV. Grupy wirusów oparte są na klasyfikacji Baltimore . System klasyfikacji Baltimore opiera się na metodzie syntezy wirusowego mRNA wykorzystywanej przez wirusa. TrV to krypawirus z rodziny Dicistroviridae i rzędu Picornavirales .
Struktura
Kapsyd białkowy wirusa ma średnicę 30 nm. Kapsyd ma symetrię dwudziestościenną i liczbę pseudotriangulacji równą 3. Wagowo 65% wirionu to białko, a 35% to RNA. Materiał genetyczny TrV składa się z pojedynczej nici dodatniego RNA o względnej masie cząsteczkowej 3x10 6 . Cząstka wirusowa zawiera również cztery polipeptydy o masach cząsteczkowych odpowiednio 39, 37, 33 i 45 kDa. Cztery białka strukturalne obejmują kapsyd: VP1, VP2, VP3 i VP4. VP1, VP2 i VP3 tworzą główne jednostki strukturalne kapsydu, podczas gdy VP4 nie jest uporządkowany dwudziestościennie w kapsydzie. Jest to prawdopodobnie spowodowane resztami wokół 5-krotnej osi w podjednostkach VP1, VP2 i VP3, które nie są komplementarne do odpowiednich reszt w strukturze VP4.
Genom
Wirus Triatoma ma dodatnio sensowny, jednoniciowy genom RNA, który działa jak cząsteczka mRNA, dzięki czemu może być bezpośrednio tłumaczony przez maszynerię komórki gospodarza. Wyłączając ogon poli-A, genom TrV ma długość 9010 nukleotydów . Z ogonem poli-A genom ma długość około 10 kb. Względne wartości procentowe każdej zasady wynoszą 28 ± 7% adeniny, 16 ± 1% cytozyny, 19 ± 8% guaniny i 35 ± 4% uracylu. Zawartość GC w genomie wynosi około 35%, a zawartość AU w genomie wynosi około 63%. Ta wysoka zawartość AU jest typowa dla wirusów owadzich, które są podobne do pikornawirusa. Genom zawiera dwa duże otwarte ramki odczytu (ORF). Otwarte ramki odczytu nie zachodzą na siebie. Przewidywana sekwencja aminokwasowa ORF 1 zawiera motywy podobne do RNA-zależnej polimerazy RNA , proteaz cysteinowych i helikazy RNA. Wirusy RNA o dodatniej nici nie mają w swoim kapsydzie polimeraz RNA zależnych od RNA, więc kodują je w swoich genomach i polegają na mechanizmach translacji komórki, wytwarzając RNA-zależną polimerazę RNA. ORF 2 zawiera sekwencje czterech białek strukturalnych VP1, VP2, VP3 i drugorzędnego białka VP4, które będą głównymi składnikami kapsydu wirusowego.
Cykl replikacji
Wejście
Wejście genomu wirusa do komórki rozpoczyna się od związania cząsteczki wirusa z określonym receptorem na zewnątrz komórki. Po związaniu z receptorem kapsyd musi przejść zmiany konformacyjne , które umożliwiają uwolnienie genomu RNA do komórki. Zmiany konformacji, które występują w przypadku TrV, są najprawdopodobniej odwróceniem podjednostek pentamerycznych kapsydu na osi podwójnej, podczas gdy podjednostka jest nadal połączona z innym interfejsem. Następnie RNA zostanie uwolnione z kapsydu i wniknie do komórki. Po uwolnieniu RNA podjednostki pentameryczne zamykają się, tworząc teraz pusty kapsyd. Małe białko VP4 zawarte w kapsydzie również odgrywa rolę w uwalnianiu genomu poprzez wpływ na przepuszczalność błony komórkowej gospodarza. Dyskretne pory na powierzchni kapsydu umożliwiają przepuszczalność VP4 na błonie, podobnie jak wiroporyny . Pomaga to w wejściu do genomu i ewentualnie w dalszych etapach wejścia do komórki.
Replikacja i transkrypcja
Niewiele wiadomo na temat mechanizmów replikacji dicistrowirusów, ale jest prawdopodobne, że używają one mechanizmu bardzo podobnego do pikornawirusów.
Ogólny mechanizm replikacji pikornawirusa zaczyna się od struktury w kształcie koniczyny na końcu 5' genomu RNA, która jest związana przez białko 3CD. 3CD działa jako polimeraza RNA zależna od RNA. Następnie 3CD oddziałuje z innym białkiem, które wiąże ogon poli(A). Powoduje to zapętlenie RNA i pozwala polimerazie RNA na generowanie RNA o ujemnej polaryzacji z końca 3', będąc jednocześnie w stanie generować RNA o dodatniej polaryzacji z końca 5'. Translacja genomu jest regulowana przez wiązanie 3CD początkowo z 5' UTR. To usuwa rybosomy z RNA i czyni je wyłącznie matrycą replikacyjną. Wirusy RNA muszą mieć mechanizm regulacyjny, który kontroluje, czy genom podlega transkrypcji, czy translacji, tak aby nie tylko wytwarzał nowe wirusowe kapsydy, ale także materiał genetyczny do wypełniania tych kapsydów.
Montaż i wydanie
Część genomu, która koduje białka niestrukturalne, musi ulegać koekspresji z częścią genomu, która wytwarza białka strukturalne kapsydu, aby wytworzyć funkcjonujące cząsteczki wirusowe. Bez ekspresji niestrukturalnej części genomu powstają cząstki, ale są one pozbawione materiału genetycznego. P1, który jest główną jednostką strukturalną kapsydu złożoną z białek VP1, VP2 i VP3, musi zostać rozszczepiony przed złożeniem kapsydu, w przeciwnym razie połączy się z innymi cząsteczkami prekursorowymi P1, tworząc nieizometryczne zespoły w cytoplazmie, które szybko się gromadzą w komórce. Te zespoły są również znacznie większe niż typowy kapsyd TrV. Nie jest pewne, czy zespoły prekursorów P1 same są prekursorami ostatecznej formy kapsydu, czy też są strukturami ślepymi zaułkami. Nowe cząsteczki wirusowe gromadzą się w cytoplazmie i są uwalniane na komórkę liza . Liza komórek jest wyzwalana przez wytwarzanie wiroporyny zainicjowanej przez wirusa, który zwiększa przepuszczalność błony komórkowej i rozrywa błonę komórkową.
tropizm
Wirus triatoma replikuje się w jamie brzusznej triatomin, szczególnie w komórkach nabłonka jelita. Prowadzi to do opóźnionego rozwoju jednostki iw większości przypadków do śmierci. TrV może być przenoszony na ludzi przez ugryzienie T. infestans , gdy żywią się krwią, ale wirus nie jest w stanie replikować się w ludzkich komórkach. Wykazano również, że TrV nie jest w stanie replikować się w komórkach myszy w warunkach eksperymentalnych.
TrV jest przenoszony między osobnikami T. infestans na dwa różne sposoby. Pierwszym sposobem transmisji jest forma transmisji poziomej , droga fekalno-oralna . Kiedy T. infestans karmi się krwią lub krótko po karmieniu, wypróżniają się i wydalają cząsteczki wirusa. Zdrowe osobniki, które żywią się w pobliżu zakażonych osobników, mogą się zarazić, przekłuwając zainfekowaną powierzchnię. Drugim sposobem przenoszenia jest transmisja pionowa , w szczególności transmisja transowarialna , co oznacza, że zakażona samica może przekazać wirusa swojemu potomstwu. To dlatego większość potomstwa zakażonych samic nie przeżywa poza stadium nimfy.
Używa
Chorobę Chagasa wywołuje Trypanosoma cruzi . Szacuje się, że w Ameryce Łacińskiej na chorobę Chagasa choruje około siedmiu do ośmiu milionów ludzi i nie jest znana szczepionka przeciwko tej chorobie. Wektorem przenoszącym Trypanosoma cruzi jest gatunek owada Triatoma infestans , znany również jako „całujące się robaki”. Ponieważ jest patogenem T. infestans , wirus Triatoma był badany jako alternatywna metoda kontrolowania wielkości populacji T. infestans i ich zdolności do przenoszenia T. cruzi . Obecna metoda kontroli T. infestans polegają na stosowaniu chemicznych środków owadobójczych, ale ze względu na obawy dotyczące wpływu na środowisko, odporności na środki owadobójcze w populacjach rodzimych oraz problemów zdrowotnych u ludzi, zwierząt dzikich i domowych, badane są kontrole wektorów wirusowych.
Wahania we wczesnych zastosowaniach wirusa Triatoma jako biologicznego środka do zwalczania wektorów były obecne ze względu na jego związek z innymi pikornawirusami, które są patogenami ssaków. Po przeanalizowaniu sekwencji TrV stwierdzono jednak, że jest on na tyle różny od pikornawirusa, że powinien należeć do zupełnie nowej rodziny wirusów infekujących tylko owady, Dicistroviridae . Najbardziej zauważalną różnicą genetyczną między dwiema kategoriami wirusów jest obecność tylko jednej otwartej ramki odczytu w typowych pikornawirusach i dwóch odrębnych otwartych ramek odczytu w wirusach, takich jak wirus triatoma. Od tego czasu potwierdzono, że wirus Triatoma nie jest w stanie replikować się u wielu gatunków ssaków w testach eksperymentalnych, w szczególności u ludzi, więc nie stanowi zagrożenia dla ludzi ani zwierząt dzikich lub udomowionych, jeśli jest stosowany jako środek do biologicznego zwalczania wektorów.
Zakażenie wirusem Triatoma prowadzi do 97,6% śmiertelności nimf i zahamowania linienia w koloniach laboratoryjnych. TrV powoduje opóźniony rozwój i śmierć u zakażonych osób. W badaniu dzikich populacji T. infestans w Argentynie wirus był obecny tylko u 10% populacji. populacje T. infestans w ekoregionie Dry Chaco w Argentynie są skutecznym, możliwym celem dla metod zwalczania wektorów TrV, a inne populacje w Argentynie zostały zidentyfikowane jako możliwe cele w modelach teoretycznych.
Po replikacji TrV wykazano, że komórki jelitowe T. infestans są bardziej przylegające do T. cruzi i rzadziej wydalają patogen wywołujący chorobę Chagasa.