Viroplasma

A viroplazma [1] ( angolul  viroplasma ), vagy viroszóma , vagy vírusgyár [ 2] a sejt citoplazmájának egy olyan zónája , amelyben a vírus replikációja és a vírusrészecskék összeállítása zajlik [3] . Sok viroplazma található egy érintett sejtben, és elektronmikroszkópban sűrű területeknek tűnnek. A viroplazma kialakulásának mechanizmusai kevéssé ismertek [4] .

Szerkezet és oktatás

A viroplazmák a fertőzött sejt citoplazmájának perinukleáris zónájában képződnek a fertőzési ciklus korai szakaszában [4] [5] . A viroplazmák száma és mérete a vírustól, a vírusizolátumtól, a gazdafajtól és a fertőzés stádiumától függ [6] . Például a Mimivirusban a viroplazma mérete közel áll a gazdasejt, az amőba Acanthamoeba polyphaga magjának méretéhez [7] .

A viroplazmák képződését a gazdasejt membránjainak és citoszkeletonának átrendeződése kíséri, és vírusfertőzés jelenlétére utaló citopátiás hatásokat vált ki. A viroplazmák a replikáz enzimek , vírusgenomok [8] , valamint a vírusreplikációhoz szükséges gazdasejtfehérjék koncentrációjának helyei [2] [9] . Ezen kívül nagyszámú riboszóma vonzza ide, a fehérjeszintézisben részt vevő molekulák, a fehérjehajtogatást biztosító chaperonok , valamint a mitokondriumok . Egyes sejtmembránokat a vírus replikációjára, míg másokat a vírusburok kialakítására használnak (olyan esetekben, amikor a virionok lipidburokkal rendelkeznek ). A viroplazmák perifériáján elhelyezkedő mitokondriumcsoportok energiát adnak a vírusfehérjék szintéziséhez és a virionok összeállításához. A viroplazmát gyakran a durva endoplazmatikus retikulumból vagy a citoszkeleton elemeiből származó membrán veszi körül [4] [5] .

Az állati sejtekben a vírusrészecskéket a mikrotubulusok szervezőközpontja (MTC) közelében lévő toxikus vagy rosszul feltekeredett fehérjék mikrotubulus-függő aggregációi csapdázzák, így az állati sejtekben a viroplazmák gyakran az MTOC közelében helyezkednek el [4] [10] . A COMT-től mentes növényekben a sejtmembránok átrendeződése során viroplazmák képződnek. Ez a helyzet a legtöbb növényi RNS-vírus esetében [5] .

Funkciók

A viroplazmák a vírussal fertőzött sejt azon régiói, ahol a vírus replikációja és a vírusrészecskék összeállítása zajlik. Azokban az esetekben, amikor a viroplazmát membrán veszi körül, a vírusgenom replikációjához és a virionok összeállításához szükséges molekulák koncentrációja következik be, ami növeli a vírusszaporodás hatékonyságát [4] . A sejtmembránok és a citoszkeleton elemeinek vonzása további előnyökkel járhat a vírus számára. Például a sejtmembránok elpusztítása lelassíthatja az immunrendszer fehérjéinek mozgását a fertőzött sejt felszínére, megvédve a vírust a veleszületett és adaptív immunválasztól , a citoszkeleton átrendeződése pedig elősegítheti a vírusrészecskék felszabadulását a sejtekből. a sejt. A viroplazma megakadályozhatja a vírusmolekulák sejtproteázok és nukleázok általi elpusztítását is [5] . A karfiol mozaikvírus esetében a viroplazmák elősegítik a vírus levéltetvek általi terjedését . A viroplazmák szabályozzák a virionok felszabadulását, amikor egy rovar átszúrja a fertőzött sejtet vagy egy fertőzött sejt melletti sejtet [11] .

Lehetséges koevolúció a gazdagéppel

Az aggregált struktúrák megvédhetik a vírusmolekulákat a sejtlebontó rendszerek általi pusztulástól. Például az afrikai sertéspestis vírusa esetében a viroplazmák képződése nagyon hasonló az agreszómák [4] képződéséhez - a megsemmisítésre szánt, rosszul hajtogatott fehérjék felhalmozódásának perinukleáris helyeihez. Feltételezik, hogy a viroplazma a vírus és a gazdafaj együttes evolúciójának terméke [11] . Lehetséges, hogy a sejtválaszt, amely csökkenti a rosszul hajtogatott fehérjék toxicitását, a vírusok kihasználják saját replikációjuk, kapszidszintézisük és vírusrészecske-összeállításuk javítására. Ugyanakkor a gazdaszervezet védekező mechanizmusainak aktiválása a vírusok aggregált struktúrákban való felhalmozódásához vezethet, ami korlátozza a vírus szaporodását és további semlegesítését. Például az emlősvírusok viroplazmái a sejtlebontó rendszerek számos összetevőjét tartalmazzák, amelyek elősegíthetik a sejt vírus elleni harcát [12] . Ha elfogadjuk a vírusok és gazdasejtek koevolúciójának hipotézisét, akkor a vírusfertőzés során a sejtben bekövetkező változásokat két stratégia kombinációjának kell tekinteni [4] .

Viroplazmákat alkotó vírusok

A viroplazmák számos , a citoplazmában szaporodó, nem rokon eukarióta vírus replikációjával jönnek létre. A növényi vírusok viroplazmáit azonban kevésbé tanulmányozzák, mint az állati vírusoké [4] . Az alábbi táblázat néhány vírust mutat be, amelyek szaporodását viroplazmák képződése kíséri.

Használata a diagnosztikában

A viroplazmák jelenlétét bizonyos vírusfertőzések diagnosztizálására használják . A viroplazmaképződés jelenségének és a vírusinvázióra adott sejtválasznak, valamint annak megértése, hogy a viroplazmák elősegítik vagy elnyomják-e a vírusreplikációt, segíthet új módszerek kidolgozásában az emberekben , állatokban és növényekben előforduló vírusfertőzések leküzdésére [5] .

Jegyzetek

  1. ↑ Viroplazma – egy cikk a Dictionary of Microbiology Terms-ből
  2. ↑ 1 2 Netherton C. , Moffat K. , Brooks E. , Wileman T. Útmutató a vírusreplikáció során keletkező víruszárványokhoz, membránátrendeződésekhez, gyárakhoz és viroplazmához.  (angol)  // Előrelépések a víruskutatásban. - 2007. - Vol. 70. - P. 101-182. - doi : 10.1016/S0065-3527(07)70004-0 . — PMID 17765705 .
  3. ↑ Fields, 2013 , p. 135.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Novoa RR , Calderita G. , Arranz R. , Fontana J. , Granzow H. , Risco C. Vírusgyárak : sejtorganellumok társulásai vírusreplikációhoz és morfogenezishez.  (angol)  // A sejt biológiája. - 2005. - 20. évf. 97, sz. 2 . - P. 147-172. - doi : 10.1042/BC20040058 . — PMID 15656780 .
  5. ↑ 1 2 3 4 5 Moshe A. , Gorovits R. Vírus által kiváltott aggregátumok fertőzött sejtekben.  (angol)  // Vírusok. - 2012. - Kt. 4, sz. 10 . - P. 2218-2232. - doi : 10.3390/v4102218 . — PMID 23202461 .
  6. ↑ Shalla TA , Shepherd RJ , Petersen LJ Kilenc karfiol-mozaikvírus izolátum összehasonlító citológiája.  (angol)  // Virológia. - 1980. - 1. évf. 102. sz. 2 . - P. 381-388. — PMID 18631647 .
  7. ↑ 1 2 Suzan-Monti M. , La Scola B. , Barrassi L. , Espinosa L. , Raoult D. Az Acanthamoeba polyphaga Mimivirus óriásvulkánszerű vírusgyárának ultrastrukturális jellemzése.  (angol)  // Public Library of Science ONE. - 2007. - Vol. 2, sz. 3 . — P. e328. doi : 10.1371/ journal.pone.0000328 . — PMID 17389919 .
  8. ↑ Acheson, 2011 , p. 483.
  9. ↑ Netherton CL , Wileman T. Vírusgyárak, állati sejtekben keletkező kettős membrán hólyagok és viroplazma.  (angol)  // Jelenlegi vélemény a virológiában. - 2011. - 20. évf. 1, sz. 5 . - P. 381-387. - doi : 10.1016/j.coviro.2011.09.008 . — PMID 22440839 .
  10. ↑ Wileman T. Az agreszómák és az autofágia helyeket hoz létre a vírusreplikációhoz.  (angol)  // Tudomány (New York, NY). - 2006. - Vol. 312. sz. 5775 . - P. 875-878. - doi : 10.1126/tudomány.1126766 . — PMID 16690857 .
  11. ↑ 1 2 3 Bak A. , Gargani D. , Macia JL , Malouvet E. , Vernerey MS , Blanc S. , Drucker M. A karfiol mozaikvírus vírusgyárai olyan viriontárolók, amelyek aktívan részt vesznek a vektorátvitelben.  (angol)  // Virológiai folyóirat. - 2013. - Kt. 87. sz. 22 . - P. 12207-12215. - doi : 10.1128/JVI.01883-13 . — PMID 24006440 .
  12. ↑ Kopito RR Agreszómák, zárványtestek és fehérje aggregáció.  (angol)  // Trends in cell biology. - 2000. - Vol. 10, sz. 12 . - P. 524-530. — PMID 11121744 .
  13. ↑ Sodeik B. , Doms RW , Ericsson M. , Hiller G. , Mahamer CE , van't Hof W. , van Meer G. , Moss B. , Griffiths G. Assembly of Vaccinia virus: szerepe a köztes rekesz között a endoplazmatikus retikulum és a Golgi-halmok.  (angol)  // The Journal of Cell Biology. - 1993. - 1. évf. 121. sz. 3 . - P. 521-541. — PMID 8486734 .
  14. ↑ Salas ML , Andrés G. Afrikai sertéspestis vírus morfogenezis.  (angol)  // Víruskutatás. - 2013. - Kt. 173. sz. 1 . - P. 29-41. - doi : 10.1016/j.virusres.2012.09.016 . — PMID 23059353 .
  15. ↑ Campagna M. , Marcos-Villar L. , Arnoldi F. , de la Cruz-Herrera CF , Gallego P. , González-Santamaría J. , González D. , Lopitz - Otsoa F. , Rodriguez MS , Burrone A rotavírus viroplazma fehérjék kölcsönhatásba lépnek a sejtes SUMOilációs rendszerrel: következmények a viroplazmaszerű szerkezet kialakulásában.  (angol)  // Virológiai folyóirat. - 2013. - Kt. 87. sz. 2 . - P. 807-817. doi : 10.1128 / JVI.01578-12 . — PMID 23115286 .
  16. ↑ Eichwald C. , Arnoldi F. , Laimbacher AS , Schraner EM , Fraefel C. , Wild P. , Burrone OR , Ackermann M. A rotavírus viroplazma fúziója és perinukleáris lokalizációja dinamikus folyamatok, amelyek stabilizált mikrotubulusokat igényelnek.  (angol)  // Public Library of Science ONE. - 2012. - Kt. 7, sz. 10 . - P. e47947. - doi : 10.1371/journal.pone.0047947 . — PMID 23110139 .
  17. ↑ Maroniche GA , Mongelli VC , Peralta AV , Distéfano AJ , Llauger G. , Taboga OA , Hopp EH , del Vas M. A Mal de Río Cuarto vírus (Fijivirus, Reoviridae) P9-1 viroplazma fehérje funkcionális és biokémiai tulajdonságai további hasonlóságokat mutatnak állati reovírus megfelelőinek.  (angol)  // Víruskutatás. - 2010. - 20. évf. 152. sz. 1-2 . - P. 96-103. - doi : 10.1016/j.virusres.2010.06.010 . — PMID 20600394 .
  18. ↑ Tourís-Otero F. , Cortez-San Mart M. , Martínez-Costas J. , Benavente J. A madár reovírus morfogenezise vírusgyárakon belül megy végbe, és a sigmaNS és a lambdaA mikroNS zárványokká történő szelektív toborzásával kezdődik.  (angol)  // Journal of Molecular Biology. - 2004. - 20. évf. 341. sz. 2 . - P. 361-374. - doi : 10.1016/j.jmb.2004.06.026 . — PMID 15276829 .
  19. ↑ Wei T. , Kikuchi A. , Suzuki N. , Shimizu T. , Hagiwara K. , Chen H. , Omura T. A rizstörpe vírus Pns4-je foszfoprotein, a viroplazma mátrixa körül lokalizálódik, és minitubulusokat képez.  (angol)  // Archives of virology. - 2006. - Vol. 151. sz. 9 . - P. 1701-1712. - doi : 10.1007/s00705-006-0757-4 . — PMID 16609816 .
  20. ↑ Jia D. , Guo N. , Chen H. , Akita F. , Xie L. , Omura T. , Wei T. A viroplazma Pns10 vírus nem-strukturális fehérje általi összeállítása elengedhetetlen a rice ragged stunt vírus tartós fertőzéséhez in annak rovarvektora.  (angol)  // The Journal of general virology. - 2012. - Kt. 93. sz. Pt 10 . - P. 2299-2309. doi : 10.1099 / vir.0.042424-0 . — PMID 22837415 .
  21. ↑ Fontana J. , López-Iglesias C. , Tzeng WP , Frey TK , Fernández JJ , Risco C. Rubella virus gyárak háromdimenziós szerkezete.  (angol)  // Virológia. - 2010. - 20. évf. 405, sz. 2 . - P. 579-591. - doi : 10.1016/j.virol.2010.06.043 . — PMID 20655079 .
  22. ↑ Lahaye X. , Vidy A. , Pomier C. , Obiang L. , Harper F. , Gaudin Y. , Blondel D. Negri testek (NB-k) funkcionális jellemzése veszettségvírussal fertőzött sejtekben: Bizonyíték arra, hogy az NB-k a vírusok helyei transzkripció és replikáció.  (angol)  // Virológiai folyóirat. - 2009. - Vol. 83. sz. 16 . - P. 7948-7958. - doi : 10.1128/JVI.00554-09 . — PMID 19494013 .
  23. ↑ Karczewski MK , Strebel K. A humán immundeficiencia vírus 1-es típusú Vif protein citoszkeleton asszociációja és virion beépülése.  (angol)  // Virológiai folyóirat. - 1996. - 1. évf. 70, sz. 1 . - P. 494-507. — PMID 8523563 .

Irodalom