시미안포말바이러스

Simian foamy virus
시미안포말바이러스
바이러스 분류
그룹:
그룹 VI(ssRNA-RT)
주문:
오르테빌라스
패밀리:
레트로바이러스과
서브패밀리:
스푸마레트로바이러스아과
속:
스푸마바이러스
종류:
시미안포말바이러스

SFV(Simian Foomy Virus)는 레트로바이러스과에 속하는 스푸마바이러스속 종이다.그것은 유인원뿐만 아니라 원생동물, 신세계 그리고 구세계 원숭이를 포함한 다양한 영장류에서 확인되었고, 각 종은 아프리카 녹색 원숭이, 개코원숭이, 마카크, [1]침팬지를 포함한 독특한 SFV 변종을 가지고 있는 것으로 나타났습니다.더 잘 알려진 레트로 바이러스 인간 면역 결핍 바이러스 (HIV)와 관련이 있기 때문에, 영장류에서의 발견으로 HIV가 유인원, 원숭이, 그리고 다른 영장류들의 혈액과의 접촉을 통해 아프리카의 인간 종족에게 전파되었을 것이라는 추측이 나오고 있다.

묘사

비록 시미안 거품 바이러스는 아프리카 유인원과 원숭이의 풍토병이지만,[1] 사육 시에는 70%에서 100%에 이르는 매우 높은 감염률이 있다.사람이 감염된 개체와 가까이 있기 때문에 영장류와 접촉한 사람은 SFV에 감염되어 SFV는 동물성 바이러스가 [2]될 수 있다.인간에게 건너갈 수 있는 그것의 능력은 2004년 고릴라, 맨드릴, 게논에서 레트로바이러스를 발견한 미국과 카메룬의 공동팀에 의해 증명되었다; 뜻밖에도 그들은 또한 카메룬 거주민 1,100명 중 10명에게서 레트로바이러스를 발견했다.감염된 것으로 밝혀진 사람들 중 대다수는 영장류에게 물린 수컷들이다.이것은 인구의 1%에 불과하지만, 이 세부사항은 또 다른 동물성 [3]전염병의 발생을 두려워하는 일부 사람들에게 경종을 울린다.

SFV는 세포들이 서로 융합하여 합성세포를 형성하게 하고, 세포는 다핵이 되고 많은 액포들이 형성되어 "포말"처럼 보이게 합니다.

구조.

미지의 샘플에 있는 거품 바이러스 입자의 전자 현미경 사진.

SFV는 지름이 80~100 nm인 구형 외피 바이러스입니다.세포 수용체는 특징지어지지 않았지만 광범위한 세포가 감염될 [4]수 있기 때문에 거의 유비쿼터스 유병률에 가까운 분자 구조를 가지고 있다는 가설이 있다.

레트로바이러스로서 SFV는 다음과 같은 구조적 특성을 가지고 있습니다.

  • 봉투:지질 이중층(이 경우 소포체)에서 채취한 인지질로 구성된다.env 유전자로부터 당단백질을 추가로 합성한다.이 봉투는 바이러스 내부를 환경으로부터 보호하고 허용세포의 막에 융접함으로써 침입을 가능하게 한다.
  • RNA: 추가적인 바이러스 입자를 생성하기 위한 단백질 생성 코드를 전달하는 유전 물질입니다.
  • 단백질: 개그 단백질, 단백질 분해효소, 폴 단백질, 그리고 환경 단백질로 구성됩니다.
    • 그룹 특이 항원(개그) 단백질은 바이러스 캡시드의 주요 성분이다.
    • 프로테아제는 바이러스온 성숙 중에 단백질 분해 분열을 수행하여 성숙한 개그와 폴 단백질을 만든다.
    • 폴 단백질은 바이러스 DNA의 합성과 감염 후 숙주 DNA로의 통합을 담당한다.
    • 환경 단백질은 바이러스들이 숙주 세포로 진입하기 위해 필요하다.특정 세포 표면 수용체를 사용하여 표적 숙주 세포에 결합하는 레트로바이러스의 능력은 Env 단백질의 표면 성분(SU)에 의해 주어지는 반면, 막융합을 통해 세포에 들어가는 레트로바이러스의 능력은 멤브레인 앵커 트랜스막 성분(TM)에 의해 부여된다.Env 단백질의 부족 또는 불완전성은 t를 만든다.비감염성 [5]바이러스예요

게놈

레트로바이러스로서 게놈 물질은 효소 역전사효소의 사용을 통해 이중 가닥 DNA 중간체를 형성하는 단분자, 선형, 양성 단일 가닥 RNA이다.RNA 가닥의 길이는 약 12kb이고, 5'-cap과 3'poly-A 꼬리가 있습니다.사이노몰구스 마카크(Macaca fracicularis)에서 분리된 프로바이러스 SFV의 첫 번째 전체 게놈 주석은 2016년 12월에 수행되었으며, 여기서 재그, 폴, [6]env의 구조적 염기서열과 더불어 tas와 bet의 두 가지 조절서열을 밝혔다.촉진제 역할을 하는 약 600 뉴클레오티드의 두 개의 긴 말단 반복(LTR)이 5' 및 3' 말단에 있으며, 추가적인 내부 촉진제(IP)가 [7]env의 3' 말단 근처에 위치한다.LTR에는 레트로바이러스의 특징인 U3, R 및 U5 영역이 포함되어 있습니다.또한 5' 말단에는 프라이머 결합 부위(PBS)가 있고 3' [8]말단에는 폴리퓨린 트랙(PPT)이 있다.

gag, pol, env가 레트로바이러스 전체에 걸쳐 보존되는 반면, tas 유전자는 독특하고 Spumaviridae에서만 발견됩니다.LTR 프로모터와 IP 양쪽에서 전사에 필요한 트랜스 활성화제 단백질을 암호화합니다.초기에 Bel-1로 알려진 합성 Tas 단백질은 C 말단에 산성 전사 활성화 도메인과 중앙에 위치한 DNA 결합 [7]도메인을 포함하는 36kDa 인단백질이다.

Bet 단백질은 바이러스 [9]복제에 필요하며, 이는 바이러스 복제에 있어 바이러스로의 통합을 방해함으로써 APOBC3 패밀리 방어 인자의 선천적인 항레트로바이러스 활성을 상쇄하기 때문이다.

레플리케이션 사이클

셀 진입

바이러스는 SU 당단백질을 통해 숙주 수용체에 부착되고 TM 당단백질은 세포막과의 융합을 매개한다.바이러스 침입을 유발하는 침입 수용체는 확인되지 않았지만, 한 연구에서 헤파란 황산염의 부재로 인해 감염이 감소했으며, 이는 바이러스 [4]입자의 침입을 중재하는 데 도움이 되는 부착 인자로 인식되었다.SFV가 [10]pH의존성 단계를 통해 세포에 들어간다는 증거가 제공되었지만 융합이 pH의존성인지 독립성인지는 명확하지 않다.일단 바이러스가 세포 내부에 들어가면, 레트로바이러스 코어는 바이러스 단백질 분해 효소의 활성을 통해 구조적인 변화를 겪습니다.연구에 따르면 바이러스가 감염되는 데 중요한 단백질 분해효소 의존적인 세 개의 내부 분열 부위가 있는 것으로 밝혀졌다.개그 유전자 내의 한 돌연변이는 첫 번째 균열 부위에 구조적 변화를 일으켜 바이러스 PR에 의한 다른 두 곳의 후속 분열을 방지했다.[11]일단 분해되면, 유전 물질과 효소는 바이러스 복제를 계속하기 위해 세포질 내에서 자유로워진다.대부분의 레트로바이러스가 ssRNA(+)를 세포에 축적하는 반면 SFV와 다른 관련 종은 방출된 바이러스 입자의 최대 20%가 이미 dsDNA 게놈을 포함하고 있다는 점에서 다르다.이는 다른 [8]레트로바이러스처럼 새로운 숙주세포가 들어간 후가 아니라 게놈 RNA의 역전사가 방출되기 전에 일어나는 스푸마바이러스의 독특한 특징 때문이다.

레플리케이션과 문자 변환

ssRNA(+)와 dsDNA가 모두 세포에 들어오면 나머지 ssRNA는 역전사효소를 통해 dsDNA로 복사된다.바이러스 dsDNA의 핵진입은 바이러스 인테그레이스에 의해 세포 게놈에 공유적으로 통합되어 프로바이러스를 형성한다.통합 프로바이러스는 5'의 프로모터 요소를 활용합니다.LTR에서 문자 변환을 실행합니다.이것은 유전체 RNA가 바이러스리온으로 포장되거나 개그를 [8]번역하기 위한 템플릿으로 사용될 수 있는 정제되지 않은 전장 mRNA를 발생시킨다.스플라이스된 mRNA는 나중에 바이러스 입자를 조립하는 데 사용되는 폴(PR, RT, RnaseH, IN) 및 env(SU, TM)를 인코딩합니다.

Tas 트랜스 활성화제 단백질은 LTR의 [12]U3 도메인에서 시스 작용 표적들을 통해 LTR에 의해 지시된 전사를 증가시킨다.Tas가 없으면 LTR 매개 전사를 검출할 수 없기 때문에 이 단백질의 존재는 매우 중요하다.거품 바이러스는 여러 프로모터를 이용하는데, 이는 Spumaviridae를 제외한 다른 레트로 바이러스에서 관찰되는 메커니즘이다.이 프로모터는 LTR 프로모터보다 기초 전사 수준이 높고 Tas와 Bet를 코드하는 전사물로 이어지기 때문에 조직 배양에서의 바이러스 감염성에 IP가 필요하다.일단 Tas의 수치가 축적되면, 그것은 IP보다 낮은 친화력으로 Tas와 결합하고 gag, pol 및 환경 [7]성과의 축적을 초래하는 LTR 프로모터를 사용하기 시작한다.

조립 및 릴리스

SFV 캡시드는 Gag 분자의 다중화에 의해 세포질에 조립되지만, 다른 관련 바이러스와 달리 N 말단 미리스틸화 신호가 없어 캡시드는 혈장막(PM)을 대상으로 하지 않는다.그들은 세포에서 세포 내 캡시드가 싹트기 위해 외피단백질의 발현을 요구하며, Gag단백질과 Env단백질 사이의 특정한 상호작용을 암시한다.이러한 상호작용의 증거는 2001년 SFVcpz의 위치 50에서 알라닌으로 보존된 아르기닌(Arg) 잔기에 대한 의도적인 돌연변이가 적절한 캡시드 조립을 억제하고 포락선 [13]당단백질의 존재에서도 바이러스 발아를 폐지했을 때 발견되었다.바이러스 입자의 외피 당단백질 분석에 따르면 이 당단백질은 소포체(ER)에 국재되어 있으며, 소기관에서 싹트면 성숙 과정이 완료되어 추가 세포에 감염될 수 있다.두 개의 리신 잔기(딜리신)의 디펩타이드(dipptide)는 [14]ER에서 바이러스 입자를 국소화하여 신호를 매개하는 특정 분자로 결정된 식별된 모티프였다.

호스트 셀의 변조 및 상호 작용

감염이 진행됨에 따라 SFV가 숙주 세포와 어떻게 상호작용하는지에 대한 데이터는 거의 없습니다.관찰할 수 있는 가장 명백한 효과는 다핵세포를 만드는 합성세포의 형성이다.SFV가 어떻게 이 변화를 일으킬 수 있는지에 대한 자세한 내용은 알려지지 않았지만, 관련된 HIV가 CD4+T 세포 간에 유사한 인스턴스를 일으킵니다.세포가 통합된 프로바이러스 게놈을 전사함에 따라 당단백질이 생성되어 세포 표면에 표시된다.만약 충분한 단백질이 근처에 있는 다른 CD4+ T 세포와 함께 표면에 있다면, 당단백질은 부착되어 여러 [15]세포의 융합을 일으킬 것입니다.

거품 변성, 또는 액포화는 세포 내에서 관찰할 수 있는 또 다른 변화이지만, SFV가 어떻게 수많은 세포질 액포를 형성하게 되는지는 알려지지 않았다.이것은 레트로바이러스의 또 다른 특징이지만,[16] 왜 이것이 일어나는지에 대한 연구나 설명은 없다.

전염성과 병원성

SFV 유전자의 발현과 복제를 나타내는 많은 양의 바이러스 RNA가 구강 점막 [1]세포에 존재하기 때문에 SFV의 전염은 타액을 통해 퍼지는 것으로 여겨진다.엄마가 아기를 핥는 것과 같은 것을 양육하기 위해 물리는 것과 같은 공격적인 행동들은 [7]모두 바이러스를 퍼뜨리는 능력을 가지고 있다.자연 전염에 대한 연구는 감염된 산모의 유아들이 아마도 모체 항체에 대한 수동적인 면역 때문에 감염에 저항하지만,[17] 3세가 되면 감염이 발견될 수 있다는 것을 보여준다.야생 영장류 개체에서 SFV의 유병률과 전염 패턴에 대해서는 거의 알려져 있지 않다.

영장류에서 스푸마바이러스가 분리된 첫 번째 사례는 1955년([18]Rustigan et al., 1955년)에 신장으로부터 분리되었다.SFV의 세포병리학에 대해 궁금한 점은 체외 세포에 대한 빠른 세포사멸을 초래하는 반면 [7]체내 세포병리성이 매우 떨어진다는 것이다.SFV 감염이 질병을 일으킨다는 증거는 거의 없지만, 일부 과학자들은 SFV 감염이 [19]의사들과 상응하는 관계가 있다고 믿고 있다.

이전에 바이러스의 다른 유형에 감염된 붉은털 마카크에 대한 SFV(mac239)의 영향을 결정하기 위한 한 연구에서, 실험은 이전 감염이 지속 불가능한 수준에 도달하는 위험 바이러스 부하를 증가시킬 수 있다는 증거를 제공했고, CD4+ T 세포를 죽이고 궁극적으로 이중 감염 하위의 소멸을 초래했다.그 후 SFV/SIV 모델은 [20]관계자의 잠재적 건강 우려 사항인 인간에서 SFV와 HIV 사이의 관계를 복제하기 위해 제안되었다.

트로피즘

SFV는 섬유아세포, 상피세포, 신경세포가 모두 거품 바이러스 감염의 특징인 광범위한 세포병리학을 보인 것을 확인하는 시험관내 실험을 통해 광범위한 세포를 감염시킬 수 있다.섬유아세포와 상피세포에 비해 역전사효소 값이 낮은 B 림프세포와 대식세포의 세포병리효과가 감소하였다.SFV로부터 세포 장애의 징후를 보이지 않는 세포는 Jurkat와 Hut-78 [21]T 세포주였다.

SFV와 영장류의 공존

필로제닉 나무는 다른 레트로바이러스과와 스푸마바이러스의 먼 관계를 보여준다.

아프리카 및 아시아 원숭이 및 유인원의 SFV 중합효소 및 미토콘드리아 시토크롬 산화효소 서브유닛 II(COII)의 계통수 분석은 영장류 계통발생을 위해 사용되는 강력한 지표로 나타나며, 두 나무 사이에서 매우 유사한 분기 순서와 발산 시간을 제공하여 코스피케이션을 지원한다.또한 SFV 유전자의 치환율은 매우 느린 것으로 밝혀졌다. 즉, SFV는 매우 낮은 속도로 진화했다(연간 부위당 치환율 1.7×10−8).이러한 결과는 SFV가 약 3천만 년 동안 구세계 영장류와 공동 서식해왔다는 것을 암시하며, 이는 가장 오래된 척추동물 RNA [19]바이러스로 알려져 있다.

영장류 계통수의 각 분지 내 종과 아종의 SFV 배열 검사에서도 SFV와 영장류 숙주의 공동화가 나타났다.숙주에 대한 분기 길이와 SFV 유전자 나무 사이에 강한 선형 관계가 발견되었으며, 이는 두 데이터 [19]세트에서 동기 유전자 차이를 나타냈다.

분자 클럭을 이용하여 숙주와 SFV 유전자의 치환율이 매우 유사한 것으로 관찰되었다.숙주 COII 유전자와 SFV 유전자의 치환율은 각각 (1.16±0.35)×10−8, (1.7±0.45)×10으로−8 나타났다.이는 RNA 바이러스에 대해 관찰된 가장 느린 치환 속도이며 DNA 바이러스와 내인성 레트로바이러스에 가깝다.HIV나 인플루엔자A 바이러스 등 외인성 RNA 바이러스(사이트당−3 연간 [19]1010회−4 교체)와는 사뭇 다른 비율이다.

유병률

카메룬, 콩고민주공화국, 프랑스, 가봉, 독일, 일본, 르완다, 영국, 그리고 미국의 연구원들은 유사 [1]거품 바이러스가 적도 아프리카 전역의 야생 침팬지들 사이에서 널리 퍼진다는 것을 발견했다.

침팬지를 포함한 야생 영장류에 노출된 인간은 SFV [2][22]감염에 걸릴 수 있다.이러한 이종간 감염의 장기적인 결과는 알려져 있지 않기 때문에 야생 영장류가 어느 정도까지 유사 거품 바이러스에 감염되는지를 결정하는 것이 중요하다.이 연구에서, 연구원들은 새로운 비침습적 방법을 사용하여 야생 침팬지들을 대상으로 이 질문을 테스트했다.사하라 이남 아프리카 전역의 25개 침팬지 군락에서 700개 이상의 분변 샘플을 분석한 결과, 연구원들은 이들 군락의 상당 부분으로부터 바이러스 서열을 얻어 44%에서 100%의 감염률을 보였다.

주요 질병의 발생은 영장류와 인간 사이의 이종 간 전염병에서 비롯되었고, 이러한 이종 간 전염이 어떻게 일어나는지에 대해 더 많이 배우는 것이 중요하다.침팬지의 높은 SFV 감염률은 인간이 어디에서 이러한 바이러스에 노출되는지 관찰할 수 있는 기회를 제공한다.위치를 식별하면 인간과 침팬지의 상호작용 비율이 가장 높은 곳을 결정하는 데 도움이 될 수 있다.이것은 다음에 어떤 병원균이 종의 장벽을 뛰어넘을지 예측할 수 있다.

레퍼런스

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