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第一个被发现的逆转录病毒——劳氏肉瘤病毒(RSV)

2021-08-19 16:34 作者:制御秘书长杜鹃  | 我要投稿

       介绍完反义RNA病毒,今天介绍的病毒是由反义RNA病毒进化成的逆转录病毒。今天介绍的病毒是劳氏肉瘤病毒(Rous Sarcoma Virus,RSV),它是第一个被发现的逆转录病毒(Retrovirus)。

简介

劳氏肉瘤病毒

      劳氏肉瘤病毒(Rous Sarcoma Virus/RSV) 属于甲型逆转录病毒(Alpharetrovirus),是典型的逆转录病毒,是第一个被描述的癌病毒。它会在整合到宿主 DNA之前将其RNA基因组逆转录为cDNA。它会导致鸡肉瘤,对养鸡场的危害很大。

病毒的历史

       RSV 是由在纽约市洛克菲勒大学工作的佩顿·劳斯于 1911 年通过将鸡肿瘤的无细胞提取物注射到健康的普利茅斯岩鸡中而发现的。 发现提取物诱导肿瘤发生。 发现肿瘤由结缔组织(肉瘤)组成。因此,RSV 被称为第一个可用于从分子角度研究癌症发展的致癌逆转录病毒。

       1958 年,Harry Rubin 和 Howard Temin 开发了一种检测方法,通过 RSV 感染可以改变鸡胚胎成纤维细胞的形态。 两年后,Temin 得出结论,细胞的转化形态受 RSV 的遗传特性控制。 当时它是未知的,但后来 src 基因被确定为负责健康细胞的形态转化。 在 1960 年代,出现了两个发现:具有复制能力的分离病毒与 RSV 相关,但不能转化,并且分离的具有复制缺陷的 RSV 菌株具有转化能力。 这两个发现引起了这样一种观点,即病毒复制和恶性转化是 RSV 中的独立过程。 

       Rous 因其在 1966 年的发现而获得诺贝尔生理学或医学奖。随后,发现了其他致癌人类病毒,例如 Epstein-Barr病毒。 此外,致癌基因最初是在逆转录病毒中发现的,然后是在细胞中。

病毒结构与基因

逆转录病毒基因组对比
逆转录病毒基因组对比
RSV基因组

        RSV是典型的逆转录病毒,具有可以形成DNA中间体的正义 RNA 基因组。

RSV有四个基因:

GAG–编码衣壳蛋白

POL–编码逆转录酶

ENV–编码包膜基因

SRC–编码酪氨酸激酶,将磷酸基团连接到宿主细胞蛋白质中的氨基酸酪氨酸上。

      RSV基因组具有末端重复序列,使其能够整合到宿主基因组中,并且还能够过表达RSV基因。

Src基因

       Src基因是病毒癌基因,因为它会触发异常宿主细胞的不受控制的生长。 它是第一个被发现的逆转录病毒致癌基因。它是一种获得性基因,发现存在于整个动物界,物种之间具有高度的保守性

       Src基因被 RSV 吸收并整合到其基因组中,使其具有能够刺激宿主细胞不受控制的有丝分裂的优势,为新鲜感染提供丰富的细胞。

      Src基因对于 RSV 增殖不是必需的,但它存在时会大大增加毒力。

      Src是一种酪氨酸激酶,参与调节细胞生长和分化。 它有一个 SH2 和 SH3 域,负责其激活和失活。

       Src基因两端各有一个DR1与DR2序列,可能参与病毒的宿主细胞内的基因重组。

RNA二级结构

       RSV 的 RNA 基因组包含长度在 5-7 kb 之间的极长 3' UTR,这通常会将其导向真核宿主细胞内的无义介导衰变 (NMD)。 已在 3'UTR 中鉴定出一个保守的二级结构元件,称为劳斯肉瘤病毒稳定元件 (RSE)。该元件已被证明可以防止未剪接的病毒 RNA 的降解。

       RSE 元件首先在劳斯肉瘤病毒的基因组中发现,但似乎在整个禽类逆转录病毒家族中广泛保守。RSE 元件的长度约为300 bp,位于GAG天然翻译终止密码子的下游。RSE元件的二级结构已通过 RNA 酶消化和 SHAPE 化学分析确定。

      在 RSV 中已确定的其他元件包括引物结合位点。

Gag蛋白

RSV衣壳

       Gag 蛋白是病毒体组装和宿主细胞成熟病毒感染所必需的。RSV 的 gag 蛋白 (Pr76) 包含 701个氨基酸。它被病毒编码的蛋白酶切割,释放在传染性病毒粒子中发现的产物。 这些裂解产物包括基质 (MA)、衣壳 (CA) 和核衣壳 (NC),它们能够进入其他途径感染新细胞。

RSV包膜蛋白ENV

        RSV 有一个包含一种糖蛋白的包膜:ENV。ENV由 gp85 和 gp37 组成,它们是组装成寡聚体的糖蛋白。ENV的功能是将 RSV 与宿主细胞受体结合,并以不依赖 pH 的方式诱导与靶细胞融合。 在胞吐作用期间获得包膜。 病毒在质膜上出芽或推动质膜,这使得它能够以新的宿主细胞外膜离开细胞。

复制周期

细胞入侵

        病毒可以通过两种方式进入宿主细胞:细胞受体内吞作用或融合。 内吞作用是病毒与靶细胞膜上的受体结合,病毒被摄入或内吞进入细胞的过程。 内吞作用可以不依赖于 pH 值,也可以依赖于 pH 值。 当病毒与靶细胞膜融合并将其基因组释放到细胞中时,就会发生融合。RSV通过宿主细胞膜的融合进入宿主细胞。 

转录与逆转录

       为了使 RSV 基因组转录发生,需要引物。  4S RNA 是 RSV 的引物,70S RNA 是 DNA 合成的模板。 逆转录酶是一种依赖于 RNA 的 DNA 聚合酶,可将病毒 RNA 转录成全长 DNA 补体。

        杜鹃:下节介绍的病毒,是乙型逆转录病毒(Betaretrovirus)梅森辉瑞猴病毒(Mason-Pfizer Monkey Virus/MPMV)。

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