bakuloviridae -Baculoviridae

Baculoviridae
ODD.Baculo.Fig1.v3.png
Bakulovirüs viryonları ve nükleokapsidler
Virüs sınıflandırması e
(rütbesiz): Virüs
Bölge : incertae sedis
Krallık: incertae sedis
filum: incertae sedis
Sınıf: naldaviricetes
Emir: Lefavirales
Aile: Baculoviridae
cins

Alphabaculovirus
Betabaculovirus
Deltabaculovirus
Gammabaculovirus

Baculoviridae bir virüs ailesidir. Eklembacaklılar , lepidoptera , hymenoptera ve diptera doğal konakçı olarak hizmet eder. Bu familyada dört cinse ayrılmış85 bilinen tür vardır.

Bakulovirüslerin böcekleri enfekte ettiği bilinmektedir ve 600'den fazla konakçı türü tanımlanmıştır. Lepidopteran türlerinin (güveler ve kelebekler) olgunlaşmamış (larval) formları en yaygın konaklardır, ancak bu virüslerin testere sineklerini ve sivrisinekleri de enfekte ettiği bulunmuştur . Bakulovirüsler kültürde memeli hücrelerine girebilmelerine rağmen, memeli veya diğer omurgalı hayvan hücrelerinde replikasyon yapabildikleri bilinmemektedir .

1940'lardan başlayarak, ekin tarlalarında biyopestisit olarak yaygın olarak kullanılmış ve incelenmiştir . Bakulovirüsler, 80 ila 180 kbp arasında değişen dairesel bir çift sarmallı DNA (dsDNA) genomu içerir .

Tarihsel etki

Bakulovirüslerin en eski kayıtları, ipekböceği larvalarını enfekte eden "solgunluk hastalığı" raporlarında on altıncı yüzyılın başlarından itibaren literatürde bulunabilir . 1940'lardan başlayarak virüsler, ekin tarlalarında biyopestisitler olarak kullanıldı ve geniş çapta araştırıldı . 1990'lardan beri böcek hücre kültürlerinde karmaşık ökaryotik proteinler üretmek için kullanılmıştır (bakınız Sf21 , High Five hücreleri ). Bu rekombinant proteinler, araştırmalarda ve hem insan hem de veterinerlik tıbbi tedavilerinde aşılar olarak kullanılmıştır (örneğin, tavuklarda H5N1 kuş gribinin önlenmesi için en yaygın olarak kullanılan aşı , bir bakulovirüs ekspresyon vektöründe üretilmiştir). Daha yakın zamanlarda, bakulovirüslerin, memeli hücrelerini uygun bir promotör ile dönüştürebildiği bulunmuştur.

Bakulovirüs yaşam döngüsü

NPV yaşam döngüsünün şeması

Bakulovirüs yaşam döngüsü, iki farklı virüs formunu içerir. Oklüzyon kaynaklı virüs (ODV), bir protein matrisinde (polihedrin veya granülin) bulunur ve tomurcuklanan virüs (BV), ikincil enfeksiyon sırasında daha sonra enfekte olmuş konakçı hücrelerden salınırken konakçının birincil enfeksiyonundan sorumludur .

Baculovirüsler, omurgasızlar arasında çok türe özgü tropizmlere sahiptir ve 700'den fazla konakçı türü tanımlanmıştır. Lepidopteran türlerinin olgunlaşmamış (larval) formları en yaygın konaklardır, ancak bu virüslerin testere sineklerini ve sivrisinekleri de enfekte ettiği bulunmuştur . Karides ve böceklerin (örneğin Oryctes rhinocerus) bakulovirüs enfeksiyonlarına ilişkin raporların, bakulovirüslerle yakından ilişkili bir soy olan nudivirüsler olduğu bulunmuştur.

Tipik olarak, ilk enfeksiyon, duyarlı bir konukçu böcek, virüsün tıkalı formu ile kontamine olmuş bitkilerle beslendiğinde meydana gelir. Protein matrisi, konakçı orta bağırsağın (mide) alkali ortamında çözülür ve daha sonra konakçı bağırsağın kolumnar epitel hücre zarına kaynaşan ODV'yi serbest bırakır ve endozomlarda hücreye alınır . Nükleokapsidler endozomlardan kaçar ve çekirdeğe taşınır. Bu adıma muhtemelen aktin filamentleri aracılık eder . Viral transkripsiyon ve replikasyon hücre çekirdeğinde meydana gelir ve enfeksiyonu sistemik olarak yaymak için bazolateral taraftan yeni BV partikülleri tomurcuklanır. Tomurcuklanma sırasında, BV, eksprese edilen ve görüntülenen viral glikoproteinler ile gevşek şekilde oturan bir konak hücre zarı elde eder .

Çevrede bakulovirüs dağılma yolları

Bakulovirüs enfeksiyonu üç farklı aşamaya ayrılabilir:

  • Erken (enfeksiyon sonrası 0-6 saat),
  • Geç (6-24 saat pi)
  • Çok geç faz (18–24 ila 72 h pi)

BV geç fazda üretilirken, ODV formu çok geç fazda üretilir ve zarfı konak hücre çekirdeğinden alır ve oklüzyon vücut proteininin matrisine gömülür. Bu tıkanıklık cisimleri, hücreler bakulovirüs enfeksiyonunu bir sonraki konakçıya daha fazla yaymak için parçalandığında serbest bırakılır. Hücrelerin kapsamlı bir şekilde parçalanması, sıklıkla konakçı böceğin kelimenin tam anlamıyla parçalanmasına neden olur, bu nedenle tarihi adı "solgunluk hastalığı"nın nedeni budur. Tam ODV-polihedrin partikülleri, ısı ve ışık inaktivasyonuna karşı dirençliyken, çıplak BV virion çevreye daha duyarlıdır.

Bir tırtılı enfekte ederken, enfeksiyonun ileri aşamaları, konağın dinlenmeden beslenmesine ve ardından yırtıcıların riskinden dolayı normalde kaçınacakları açıkta kalan yerler de dahil olmak üzere ağaçların daha yüksek kısımlarına tırmanmasına neden olur. Bu, (konak çözüldüğünde) yeni konaklar tarafından tüketilecek olan yapraklara damlayabilirse, virüs için bir avantajdır.

Virionun yapısı

Bir Nükleopolihedrovirüs Diyagramı

En çok çalışılan bakulovirüs, Autographa californica multikapsid nükleopolihedrovirüstür (AcMNPV). Virüs orijinal olarak alfalfa looper'dan (bir lepidopteran ) izole edilmiştir ve 154 açık okuma çerçevesine (ORF) sahip 134 kbp'lik bir genom içerir . Ana kapsid proteini VP39, bazı küçük proteinlerle birlikte DNA'yı p6.9 proteini ile çevreleyen nükleokapsidi (21 nm x 260 nm) oluşturur.

BV, zarfını hücre zarından alır ve sistemik enfeksiyonu yayabilmek için bir glikoproteine, gp64'e ihtiyaç duyar. Bu protein, tomurcuklanan virüs partikülünün bir ucunda peplomer adı verilen yapılar oluşturur, ancak ODV'de bulunmaz (ancak birkaç başka protein sadece ODV formuyla ilişkilidir). İki formun viral zarfının lipid bileşiminde de bazı farklılıklar vardır. BV zarfı fosfatidilserinden oluşurken, ODV, fosfatidilkolin ve fosfatidiletanolamin içerir.

AcMNPV genomunda bir nükleokapsid düzeneği-temel eleman (NAE) tanımlandı. NAE, ac83 geni içindeki bir dahili cis - elementidir . Nükleokapsid düzeneği Ac83 protein ürününe bağlı değildir.

Başlıca zarf glikoproteini gp64

Evrim dönemleri sırasında, baküloviral zarf glikoproteinleri değişikliklere uğramıştır. Lymantria dispar'dan (LdMNPV) bakulovirüs F-proteini olarak da bilinen Ld130'un, AcMNPV, Bombyx mori (BmNPV) ve Orgyia pseudotsugata'da (OpMNPV) gp64 ile ortolog olmayan gen replasmanı ile değiştirilen bir atadan kalma zarf füzyon proteini olduğu ileri sürülmektedir. hala ld130 genini korurken.

Gp64, çubuk şeklindeki virion üzerinde polar olarak bulunan bir homotrimerik membran glikoproteinidir. Asparagin kalıntılarında dört glikosilasyon bölgesine sahip 512 amino asitten (aa) oluşur ve bir N-terminal sinyal dizisine (20 aa), oligomerizasyon ve füzyon alanına ve C-terminaline yakın bir hidrofobik transmembran alanına (7 aa) sahiptir.

24-26 h pi'de meydana gelen maksimum sentez hızıyla enfeksiyon döngüsünün hem erken hem de geç fazlarında üretilir. Moleküller arası sistein bağları ile trimerizasyon, hücre yüzeyine protein taşınması için çok önemli bir adım gibi görünmektedir, çünkü monomerik gp64 hücreler içinde bozulduğundan, sentezlenen proteinin sadece %33'ü hücre yüzeyine ulaşır.

Gp64, viryonun verimli tomurcuklanması ve enfeksiyon döngüsü sırasında hücreden hücreye geçişin yanı sıra viral giriş için, yani hücreye viral trofizme ve endozom aracılı alıma neden olması için gereklidir. gp64 zarf proteininin ana işlevi, endozoma pH aracılı zarf füzyonuna neden olmaktır. gp64'ün çeşitli temel işlevleri olmasına rağmen, gp64-null bakulovirüslerin, Veziküler stomatit virüsünün G-proteini olan Ld130 gibi diğer viral glikoproteinlerle ikame edilebileceği bildirilmiştir . Bu ikameler, işlevsel vironlarla sonuçlanacaktır.

Uygulamalar

Böcek hücrelerinde bakulovirüs ekspresyonu, rekombinant glikoproteinler veya membran proteinleri üretmek için sağlam bir yöntemi temsil eder. Bakulovirüs tarafından üretilen proteinler, memeli kaynaklarından türetilen proteinlere göre çeşitli immünolojik avantajlara sahip terapötik kanser aşıları olarak halen araştırılmaktadır.

Biyogüvenlik

Bakulovirüsler, memelilerin ve bitkilerin hücrelerinde çoğalma yeteneğine sahip değildir. Tipik olarak sınırlı sayıda yakından ilişkili böcek türüyle sınırlı olan, enfekte edebilecekleri sınırlı bir konakçı yelpazesine sahiptirler. Bakulovirüsler insanlara zararlı olmadığından, araştırma uygulamalarında kullanım için güvenli bir seçenek olarak kabul edilirler. Tahılla beslenen bir haşere olan Hint güvesi örneğinde olduğu gibi biyolojik ajanlar olarak da kullanılırlar .

taksonomi

Bu ailenin adı Latince sopa anlamına gelen baculus kelimesinden türetilmiştir. Aile dört cinse ayrılmıştır: Alphabaculovirus (lepidopteran-spesifik nükleopolihedrovirüsler), Betabaculovirus (lepidopteran-spesifik Granuloviruses), Gammabaculovirus (hymenopteran-spesifik nükleopolihedrovirüsler) ve Deltabaculovirus (dipteran-spesifik nükleopolihedrovirüsler).

Evrim

Bakulovirüslerin 310  milyon yıl önce Nudivirus virüs ailesinden evrimleştiği düşünülmektedir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar