Полиомавирус мыши - Murine polyomavirus

Полиомавирус Mus musculus 1
A rendering of an icosahedral viral capsid comprising 72 pentamers of VP1, colored such that areas of the surface closer to the interior center appear blue and areas further away appear red.
В капсидный белок VP1 собран в икосаэдр капсид структура из 72 пентамеров, окрашенных в зависимости от расстояния от внутреннего центра. Из PDB: 1SIE​.[1]
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Область:Моноднавирия
Королевство:Shotokuvirae
Тип:Cossaviricota
Учебный класс:Papovaviricetes
Заказ:Сеполивиралес
Семья:Polyomaviridae
Род:Альфаполиомавирус
Разновидность:
Полиомавирус Mus musculus 1

Полиомавирус мыши (также известен как полиомавирус мыши, Полиомавирус мурис, или же Mus musculus полиомавирус 1, а в более старой литературе как SE полиома или же вирус околоушной опухоли; сокращенный MPyV) без оболочки двухцепочечный ДНК-вирус из полиомавирус семья. Первый обнаруженный член семьи, первоначально был идентифицирован случайно в 1950-х годах.[2][3] Компонент мыши лейкемия экстракт, способный вызвать опухоли, особенно в околоушной железы, у новорожденных мышей сообщили Людвик Гросс в 1953 г.[4] и идентифицирован как вирус к Сара Стюарт и Бернис Эдди на Национальный институт рака, в честь которого когда-то называлась «SE полиома».[5][6][7] Стюарт и Эдди продолжили изучение родственных полиомавирусов, таких как SV40 это заразить приматы, включая людей. Об этих открытиях в то время широко сообщалось, и они сформировали ранние этапы понимания онковирусы.[8][9]

Патология

MPyV в основном распространяется среди мышей через интраназальный маршрут и проливается в моча. Генетическая предрасположенность к инфекции MPyV среди мышей значительно различается, и не все штаммы MPyV являются онкогенными.[7] Как правило, только новорожденные и иммуносупрессивный мыши (обычно трансгенный ) при заражении развиваются опухоли; хотя первоначально наблюдалось как причина околоушной железы опухоли, вирус может вызывать солидные опухоли в широком спектре типов тканей обоих эпителиальный и мезенхимальный источник.[10]:107–9 Хотя вирусы, циркулирующие среди дикий мыши могут быть канцерогенными, в естественных условиях вирус не вызывает опухолей; материнские антитела было показано, что они имеют решающее значение для защиты новорожденных.[3][10][11] Это было описано как редкость в современном лабораторная мышь исследовательские колонии.[7]

MPyV также способен инфицировать и вызывать опухоли у других грызун виды, в том числе морские свинки, хомяки, и крысы, хотя разнообразие типов тканей, вызывающих опухоли, у этих видов сокращается.[10]:107–9 MPyV не инфицирует людей и не связан с раком человека.[12]

Структура

A 3D-printed model of a hollow isocahedral capsid in two pieces.
А 3D-печать модель капсида полиомавируса.

Как и другие представители семейства полиомавирусов, MPyV не имеет оболочки. икосаэдр (Т =7) вирусный капсид около 45 нанометры в диаметре.[3][13] Капсид содержит три белки; капсидный белок VP1 является основным компонентом и самособирается в 360-элементный внешний слой капсида, состоящий из 72 пентамеров. Два других компонента, VP2 и VP3, имеют высокий сходство последовательностей друг к другу, при этом VP3 усечен по N-конец относительно VP2. VP2 и VP3 собираются внутри капсида, контактируя с VP1.[3][13]

A rendered capsid image with the symmetry-related VP1 monomers shown in different colors and centered on a strict pentamer, producing a radial symmetry effect.
Структура капсида, окрашенная для иллюстрации сборки икосаэдрической архитектуры из пентамеров VP1. Каждый связанный с симметрией мономер VP1 показан другим цветом. Из PDB: 1SIE​.

VP1 может самостоятельно собираться в вирусоподобные частицы даже при отсутствии других вирусных компонентов.[14] Этот процесс требует привязки кальций ионы и полученные частицы стабилизируются, но не требуют, внутрипентамера дисульфидные связи.[15]

Геном

MPyV имеет закрытый, круговой двухцепочечный ДНК геном около 5 килобазовые пары. Он содержит две транскрипционные единицы, расположенные на противоположных цепях, которые называются «ранняя область» и «поздняя область» для стадии жизненного цикла вируса, в которой они находятся. выразил; каждый регион производит пре-мессенджер РНК молекула, из которой шесть гены выражаются через альтернативное сращивание. Три гена в ранней области экспрессируют большой, середина, и маленький опухолевые антигены (LT, MT, ST) и достаточны для индукции опухолей. Три гена в поздней области экспрессируют три капсидных белка VP1, VP2 и VP3. Между ранними и поздними регионами находится регион некодирующая ДНК содержащий начало репликации и промоутер и усилитель элементы.[16]:786–7 Выражение микроРНК из региона, перекрывающего одну из LT экзоны также был идентифицирован и, как полагают, участвует в подавлении экспрессии опухолевых антигенов.[17]

Репликация

Сотовая связь

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.
Серия талых криосрезы клеток, инфицированных MPyV, иллюстрирующих процесс интернализации вируса. Обозначение "pm" указывает положение плазматическая мембрана.[18]

Вирусы без вирусный конверт часто имеют сложные механизмы для входа в клетка-хозяин. Капсидный белок MPyV VP1 связывается с сиаловые кислоты из ганглиозиды GD1a и GT1b на поверхности клетки.[1][19] Функции VP2 и VP3 менее понятны, но, по крайней мере, сообщалось, что VP2 открывается после эндоцитоз вирусной частицы и может участвовать в высвобождении вируса из эндоплазматический ретикулум.[20][21] Сообщалось, что MPyV проникает в клетки как через кавеолы -зависимый механизм эндоцитоза и независимый механизм через непокрытый пузырьки.[21][22]

В отличие от многих вирусов, которые проникают в клетку посредством эндоцитоза, полиомавирусы проникают через клеточную мембрану и проникают в цитозоль с конца эндоплазматический ретикулум а не от эндосомы, хотя конформационные изменения в ответ на низкий pH в эндолизосомы были выдвинуты гипотезы как критические шаги в этом процессе.[23] Полагают, что выход из мембраны MPyV зависит от присутствия специфических белков хозяина, локализованных в позднем ER; например, белок хозяина ERp29, член протеин дисульфид изомераза family, как было показано, нарушает конформацию VP1.[24] Неизвестно, является ли проникновение в цитозоль обязательным для инфекции MPyV или частица может попасть в ядро клетки прямо из ER. Даже одной вирусной частицы, попавшей в ядро, может быть достаточно для заражения.[21]

Сборка вириона

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.
Микрофотография тонкого среза клетки, инфицированной MPyV, иллюстрирующей структуру вирусные фабрики в которых образуются новые вирионы. Красные индикаторы указывают на трубчатые структуры (стрелка: пустой каналец; острие стрелки: заполненный каналец), а синие индикаторы указывают на вирионы (стрелка: пустой вирион; наконечник стрелки: заполненный вирион). Плотный центр заполненных структур, вероятно, свидетельствует о наличии геномной ДНК вируса.[25]

Новый MPyV вирионы собраны в ядро в плотных локальных скоплениях, известных как вирусные фабрики. Капсидные белки, производимые в цитоплазма клетки-хозяина, войдите в ядро ​​в собранном виде капсомеры состоящий из пентамерного VP1, связанного с VP2 или VP3. Последовательности ядерной локализации в соответствии с кариоферин взаимодействия были идентифицированы в последовательностях белков капсида, облегчая их прохождение через ядерные поры. Попав внутрь ядра, они собираются в зрелые капсиды, содержащие копию вирусного генома, хотя точный механизм инкапсуляция не совсем понятно.[26] Нитевидные или трубчатые структуры, представляющие полимеризованный VP1 наблюдали в ядрах инфицированных клеток в качестве промежуточных продуктов в процессе сборки, из которого производятся зрелые вирионы.[25][27]

Опухолеобразование

MPyV содержит три белка, которые широко изучены на предмет их способности индуцировать неопластическая трансформация (то есть канцерогенез); эти белки экспрессируются из ранней области вирусного генома и известны как большие, средние и маленькие. опухолевый антиген. Полиомавирус мышей и его близкий родственник полиомавирус хомяка исторически являются единственными двумя известными вирусами, геномы которых содержат средний опухолевый антиген, безусловно, наиболее эффективный из трех ранних белков в индукции канцерогенеза. В 2015 г. последовательность генома полиомавируса крысы также содержат средний опухолевый антиген,[28] в соответствии с ожиданиями, что он развился исключительно в линии грызунов из семейства полиомавирусов.[29] Выражение МТ из трансген или введение в культура клеток может быть достаточно, чтобы вызвать преобразование. Исследования с использованием МТ сыграли ключевую роль в понимании клетки-хозяина. онкогены и их влияние на канцерогенез, особенно при изучении Src семья тирозинкиназы.[30] Трансгенный мыши, экспрессирующие МТ, широко используются в качестве модели за рак прогресс и метастаз, особенно рак молочной железы.[31][32][33]

Таксономия

В таксономическом обновлении группы полиомавирусов 2015 г. Международный комитет по таксономии вирусов классифицировал MPyV как типовой вид из род Альфаполиомавирус под своим новым официальным названием Полиомавирус Mus musculus 1.[34]

Рекомендации

  1. ^ а б Stehle, T; Харрисон, Южная Каролина (15 февраля 1996 г.). «Кристаллические структуры мышиного полиомавируса в комплексе с неразветвленными и разветвленными фрагментами сиалилолигосахаридных рецепторов». Структура. 4 (2): 183–94. Дои:10.1016 / s0969-2126 (96) 00021-4. PMID  8805524.
  2. ^ Гросс, Л. (ноябрь 1976 г.). «Случайное выделение и идентификация вируса полиомы». Исследования рака. 36 (11, п. 1): 4195–6. PMID  184928.
  3. ^ а б c d Рамквист, Т; Далианис, Т. (август 2009 г.). «Мышиные полиомавирусные опухолевые антигены для трансплантации и персистентность вируса в отношении иммунного ответа и развития опухоли». Семинары по биологии рака. 19 (4): 236–43. Дои:10.1016 / j.semcancer.2009.02.001. PMID  19505651.
  4. ^ Гросс, Л. (1953). "Фильтруемый агент, извлеченный из экстрактов лейкемии Ak, вызывающий карциномы слюнных желез у мышей C3H". Экспериментальная биология и медицина. 83 (2): 414–21. Дои:10.3181/00379727-83-20376. PMID  13064287.
  5. ^ СТЮАРТ, SE; EDDY, BE; БОРГЕЗЕ, Н. (июнь 1958 г.). «Новообразования у мышей, инокулированных опухолевым агентом, внесенным в культуру ткани». Журнал Национального института рака. 20 (6): 1223–43. Дои:10.1093 / jnci / 20.6.1223. PMID  13549981.
  6. ^ Эдди, Бернис Э .; Стюарт, Сара Э. (ноябрь 1959). «Характеристики вируса полиомы SE». Американский журнал общественного здравоохранения и здоровья нации. 49 (11): 1486–1492. Дои:10.2105 / AJPH.49.11.1486. ЧВК  1373056. PMID  13819251.
  7. ^ а б c Перси, Дин Х .; Бартольд, Стивен В. (2013). «Инфекция вирусом полиомы». Патология лабораторных грызунов и кроликов (3-е изд.). Джон Вили и сыновья. ISBN  978-1118704639.
  8. ^ Харрис, R.J.C. (7 июля 1960 г.). «Вирусы, вызывающие рак». Новый ученый. 8 (190): 21–3.
  9. ^ Морган, Грегори Дж. (Декабрь 2014 г.). «Людвик Гросс, Сара Стюарт и открытия 1950-х годов вируса лейкемии мышей Гросса и вируса полиомы». Исследования по истории и философии науки Часть C: Исследования по истории и философии биологических и биомедицинских наук. 48: 200–209. Дои:10.1016 / j.shpsc.2014.07.013. PMID  25223721.
  10. ^ а б c Фокс, Джеймс Г., изд. (2006). Мышь в биомедицинских исследованиях, Том 2, Болезни (2-е изд.). Берлингтон: Эльзевир. ISBN  9780080467719.
  11. ^ Кэрролл, Дж; Дей, Д; Крейсман, Л; Velupillai, P; Даль, Дж; Телфорд, S; Бронсон, Р. Бенджамин, Т. (декабрь 2007 г.). «Рецептор-связывающие и онкогенные свойства вирусов полиомы, выделенных от одичавших мышей».. Патогены PLOS. 3 (12): e179. Дои:10.1371 / journal.ppat.0030179. ЧВК  2134959. PMID  18085820.
  12. ^ Купер, Джеффри М. (2000). Клетка: молекулярный подход (2-е изд.). Вашингтон (округ Колумбия): ASM Press. ISBN  0-87893-106-6.
  13. ^ а б Рамквист, Т; Далианис, Т. (февраль 2010 г.). «Уроки иммунных ответов и вакцин против инфекции полиомавируса мышей и опухолей, вызванных полиомавирусом, потенциально полезные для исследований полиомавирусов человека». Противораковые исследования. 30 (2): 279–84. PMID  20332429.
  14. ^ Салунке, DM; Caspar, DL; Гарси, Р.Л. (12 сентября 1986 г.). «Самосборка очищенного капсидного белка полиомавируса VP1». Клетка. 46 (6): 895–904. Дои:10.1016/0092-8674(86)90071-1. PMID  3019556.
  15. ^ Schmidt, U; Рудольф, Р; Бём, Г. (февраль 2000 г.). «Механизм сборки рекомбинантных мышиных полиомавирусоподобных частиц». Журнал вирусологии. 74 (4): 1658–62. Дои:10.1128 / jvi.74.4.1658-1662.2000. ЧВК  111640. PMID  10644335.
  16. ^ Лоуренс, главный редактор, сэр Джон Кендрю; исполнительный редактор, Элеонора (1994). Энциклопедия молекулярной биологии. Оксфорд: Blackwell Science. ISBN  9781444313840.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  17. ^ Лагати, Оле; Трицманс, Люк; Стуйвер, Ливен Дж (2013). «Мир miRNA полиомавирусов». Журнал вирусологии. 10 (1): 268. Дои:10.1186 / 1743-422X-10-268. ЧВК  3765807. PMID  23984639.
  18. ^ Зила, В; Difato, F; Климова, Л; Huerfano, S; Форстова, J (2014). «Участие микротрубочковой сети и ее моторов в продуктивном эндоцитарном переносе полиомавируса мыши». PLOS ONE. 9 (5): e96922. Bibcode:2014PLoSO ... 996922Z. Дои:10.1371 / journal.pone.0096922. ЧВК  4014599. PMID  24810588.
  19. ^ Цай, Б; Гилберт, JM; Stehle, T; Ленсер, Вт; Бенджамин, Т.Л .; Rapoport, TA (1 сентября 2003 г.). «Ганглиозиды являются рецепторами вируса полиомы мышей и SV40». Журнал EMBO. 22 (17): 4346–55. Дои:10.1093 / emboj / cdg439. ЧВК  202381. PMID  12941687.
  20. ^ Burkert, O; Kreßner, S; Sinn, L; Giese, S; Саймон, C; Лили, Х (июль 2014 г.). «Биофизическая характеристика минорных капсидных белков полиомавируса». Биологическая химия. 395 (7–8): 871–80. Дои:10.1515 / hsz-2014-0114. PMID  24713574.
  21. ^ а б c Цай, Б; Цянь, М. (2010). «Клеточное проникновение полиомавирусов». Актуальные темы микробиологии и иммунологии. 343: 177–94. Дои:10.1007/82_2010_38. ISBN  978-3-642-13331-2. PMID  20373089.
  22. ^ Гилберт, JM; Бенджамин, Т.Л. (сентябрь 2000 г.). «Ранние этапы проникновения полиомавируса в клетки». Журнал вирусологии. 74 (18): 8582–8. Дои:10.1128 / jvi.74.18.8582-8588.2000. ЧВК  116371. PMID  10954560.
  23. ^ Цянь, М; Cai, D; Верхей, KJ; Цай, Б. (июнь 2009 г.). «Липидный рецептор сортирует полиомавирус с эндолизосомы в эндоплазматический ретикулум, чтобы вызвать инфекцию». Патогены PLOS. 5 (6): e1000465. Дои:10.1371 / journal.ppat.1000465. ЧВК  2685006. PMID  19503604.
  24. ^ Магнусон, Б. Рейни, EK; Бенджамин, Т; Барышев, М; Мкртчян, С; Цай, Б. (28 октября 2005 г.). «ERp29 запускает конформационное изменение полиомавируса, чтобы стимулировать связывание с мембраной». Молекулярная клетка. 20 (2): 289–300. Дои:10.1016 / j.molcel.2005.08.034. PMID  16246730.
  25. ^ а б Эриксон, KD; Буше-Маркиз, C; Heiser, K; Сомоланьи-Цуда, Э; Mishra, R; Ламот, B; Хенгер, А; Гарси, Р.Л. (2012). «Фабрики сборки вириона в ядре клеток, инфицированных полиомавирусом». Патогены PLOS. 8 (4): e1002630. Дои:10.1371 / journal.ppat.1002630. ЧВК  3320610. PMID  22496654.
  26. ^ Альмендраль, Дж. М. (2013). «Сборка простых икосаэдрических вирусов». Субклеточная биохимия. Субклеточная биохимия. 68: 307–28. Дои:10.1007/978-94-007-6552-8_10. HDL:10261/117126. ISBN  978-94-007-6551-1. PMID  23737056.
  27. ^ Риско, Кристина; де Кастро, Изабель Фернандес; Санс-Санчес, Лаура; Нараян, Кедар; Грандинетти, Джованна; Субраманиам, Шрирам (3 ноября 2014 г.). «Трехмерное изображение вирусных инфекций». Ежегодный обзор вирусологии. 1 (1): 453–473. Дои:10.1146 / annurev-virology-031413-085351. PMID  26958730.
  28. ^ Ehlers, B; Рихтер, Д; Матушка, Франция; Ульрих, Р.Г. (3 сентября 2015 г.). «Последовательности генома полиомавируса крысы, родственного полиомавирусу мыши, полиомавирусу 1 Rattus norvegicus». Анонсы генома. 3 (5): e00997-15. Дои:10.1128 / genomeA.00997-15. ЧВК  4559740. PMID  26337891.
  29. ^ Готтлиб, К.А.; Вильярреал, LP (июнь 2001 г.). «Естественная биология среднего Т-антигена полиомавируса». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. 65 (2): 288–318, вторая и третья страницы, оглавление. Дои:10.1128 / MMBR.65.2.288-318.2001. ЧВК  99028. PMID  11381103.
  30. ^ Флак, ММ; Шаффхаузен, Б.С. (сентябрь 2009 г.). «Уроки передачи сигналов и туморогенеза от среднего Т-антигена полиомавируса». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. 73 (3): 542–63, Содержание. Дои:10.1128 / mmbr.00009-09. ЧВК  2738132. PMID  19721090.
  31. ^ Maglione, JE; Моганаки, Д; Янг, ЖЖ; Манер, СК; Эллис, LG; Джозеф, SO; Николсон, B; Кардифф, РД; MacLeod, CL (15 ноября 2001 г.). «Трансгенная полиома mid-T мышей моделирует предраковое заболевание молочной железы». Исследования рака. 61 (22): 8298–305. PMID  11719463.
  32. ^ Lin, EY; Джонс, JG; Ли, П; Чжу, L; Whitney, KD; Мюллер, WJ; Поллард, JW (ноябрь 2003 г.). «Прогрессирование до злокачественного новообразования в модели рака молочной железы мышей с полиомой среднего Т онкопротеина обеспечивает надежную модель заболеваний человека». Американский журнал патологии. 163 (5): 2113–26. Дои:10.1016 / с0002-9440 (10) 63568-7. ЧВК  1892434. PMID  14578209.
  33. ^ Гай, Коннектикут; Кардифф, РД; Мюллер, WJ (март 1992 г.). «Индукция опухолей молочной железы путем экспрессии онкогена среднего Т полиомавируса: модель трансгенных мышей для метастатического заболевания». Молекулярная и клеточная биология. 12 (3): 954–61. Дои:10.1128 / mcb.12.3.954. ЧВК  369527. PMID  1312220.
  34. ^ Группа по изучению полиомавирусов Международного комитета по таксономии вирусов; Кальвиньяк-Спенсер, S; Фельткамп, MC; Догерти, доктор медицины; Moens, U; Рамквист, Т; Johne, R; Элерс, Б. (29 февраля 2016 г.). «Обновление таксономии семейства Polyomaviridae». Архив вирусологии. 161 (6): 1739–50. Дои:10.1007 / s00705-016-2794-у. PMID  26923930.

СМИ, связанные с MPyV-инфицированные ядра и Фабрики вирусов MPyV в Wikimedia Commons