Краткое описание генома вируса Bunyamwera virus (BUNV)

Bunyamwera virus - минус-РНК одноцепочечный оболочечный вирус.

История открытия

Выделен в Bunyamwera, городе в Западной Уганде в 1943 году. Реассортимент между Bunyamwera virus и Ngari virus был причиной больших вспышек вирусной геморрагической лихорадки в Кении и Сомали. Вызывает лихорадку Буньямвера у человека, а также может заражать желтолихорадочного комара, являющегося переносчиком ^[1].
На Таблице 1 приведен пример последовательности его белка

         >gi|9630662|ref|NP_047214.1| NSs protein [Bunyamwera virus]
         MMSLLTPAVLLTQRSHTLTLSVSTPLGLVMTTYESSTLKDARLKLVSQKEVNGKLHLTLG
         AGRLLYIIRIFLATGTTQFLTMVLPSTASVDSLPGTYLRRC
     

Рис. 1 Строение вирусной частицы

Строение вирусной частицы.

BUNV является прототипом всей группы Orthobunyaviruses, большинство механизмов функционирования изучено именно на нем.
Их вирусные частицы достаточно просто устроены (Рис. 2) ^[2], включают в себя 4 стурктурных белка: два поверхностных гликопротеина: Gn (32–35 kDa) и Gc (110–120 kDa), и два внутренних белка: N (белок нуклокапсида) и L белок (вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза (RgRp)). (см.Таблица 1) Три геномных сегмента РНК (см. Таблица 1), упакованые N-белком, формируют рибонуклеопротеиновый комплекс (RNP), который связан с RdRp и заключен в липидную оболочку частицы. (Рис. 1)

Рис 2. Окрашенная TEM группы частиц Bunyamwera virus в человеческих тканях

Организация генома

Геном всех ортобуньявирусов включает в себя 3 уникальных сегмента ssRNA, имеющих общую организацию: кодирующая область, примыкающая к 3' and 5' UTRs. Размер сегментов генома примерно таков, для L сегмента - 6,9 kb , M сегмент - 4,5 kb, S сегмент - 1 kb.
Терминальные нуклеотиды на 3' и 5' концах каждого сегмента комплементарны, что позволяет формировать стурктуру "ручка сковородки", функционирующую в качестве промотора как для транскрипции, так и для репликации каждого сегмента. (Рис. 3)
Кроме того UTRs также участвуют в инкапсидировании N белком, терминации транскрпиции и упаковке RNP в вирусные частицы. S сегмент кодирует N белок, M сегмент 2 внешних гликопротеина Gn и Gc, L сегмент RdRp.
Гликопротеины кодируются как полипротеиновый предшественник, который также неструктурный белок NSm. Порядок кодирование в М сегменте - Gn-NSm-Gc. Обрабатывание протеазами приводит к формированию 3-х белков. S сегмент кодирует второй неструктурный белок, NSs, который находится в пределах N белок-кодирующей последовательности и транслируется с той же мРНК с использованием альтернативногого инициаторного кодона AUG.
Как было сказано выше, L сегмент кодирует RgRp. Терминальные концы L белка обладают эндонуклеазной активностью, они расщепляют мРНК хозяина с 5' конца на олигонуклеотиды , используя их потом как праймеры для синтеза вирусной мРНК. Этот процесс также есть у вируса граппа, но у ортобиньявирусов это происходит в цитоплазме, а не в ядре.

Цикл репликации

Рис 3. Строение генома

Вход в клетку происходит за счет взаимодействия гликопротеинов Gn и Gc с поверхностными рецепторами. (Рис. 4)
После выхода из RNPs в цитоплазму, первое, что происходит - первичная трнаскрипция. , которая включает праймеро-зависимый синтез вирусной мРНК (получается мРНК с 12-18 нуклотидами на 5' конце)
мРНК Bunyamwera virus не имеет поли(А)-хвоста и U-богатых участков (которые являются полиаденелирования у других РНК вирусов).

Рис 4. Цикл репликации

Транскрипция Bunyavirus требует одновременно идущей трансляции в клетке хозяина, что является уникальной особенностью среди -РНК-вирусов. Когда инфицированные клетки обрабатываются ингибиторами синтеза белка , например, циклогексимидом, нет полных вирусных мРНК. Дальнейшие эксперименты показали, что единовременный синтез белка необходим для предотвращения преждевременного окончания транскрипции, и было установлено, что при отсутствии функиональных рибосом зарождающаяся мРНК и гибридизующаяся РНК предотвращают движение RdRp. Это модель была подтверждена с использованием аналогов BUNV генома с преждевременным стоп-кодоном . Было показано, что трансляция зарождающейся мРНК предотвращает преждевременную терминацию.
Эта связь трансляции и транскрипции является особенностью бактерий и архей и редка у эукариот, так что непонятно, почему эти вирусы выбрали такой механимз.
Молекулярные основы перехода от транскрипции к репликации неясны, но уровень N белка в клетке важен , так как его количества должно быть достаточно для инкапсидирования появляющихся поседовательностей генома вируса. Также антигеном всегда упакован в N белок в клетке, чтобы предотвратить образование dsRNA (что важно для избежания имунного ответа хозяина)
Вирусные гликопротеины Gc и Gn накапливаются в комплексе Гольджи, где происходит их сборка. RNPs транспортируется к мембране аппарата Гольджи, которая модифицирована включением гликопротеинов , что способствует включению пузырьков.
Созревание частиц по мере движения в аппарате Гольджи сопровождается изменением чувствительности Gc и Gn к эндогликозидазе H (endo H) от полной чувствительности к частичной устойчивости. Она обрабатывает терминальные остатки сахаров гликопротеинов при транспортировке между цистернами Гольджи.
Подобно другим вирусам с сегментированным геномом у ортобуньявирусов есть проблема упаковки одной копии из каждых трех сегментов. Для упаковки требуется только UTR последовательность.
После сбора всей частицы происходит её выход из клетки, о связан с накапливанием актиновых филаментов у хозяина, они участвуют в транспорте частицы и её выходе ^[3].
На Таблице 1 представлены остновыне сведения о геноме вируса Bunyamwera virus