Еволюція та поява астровірусу
Ніколас Вольгемут
відділення інфекційних хвороб, Дитяча дослідницька лікарня Сент-Джуд, Мемфіс, TN 38105, США
Ревека Гонсе
відділення інфекційних хвороб, Дитяча дослідницька лікарня Сент-Джуд, Мемфіс, TN 38105, США
b Відділ мікробіології, імунології та біохімії Університету штату Теннессі Науковий центр охорони здоров'я, Мемфіс, TN 38105, США
Стейсі Шульц-Черрі
відділення інфекційних хвороб, Дитяча дослідницька лікарня Сент-Джуд, Мемфіс, TN 38105, США
Анотація
Астровіруси - це невеликі, без оболонки, одноланцюгові РНК-віруси, що мають позитивний сенс, що належать до сімейства Astroviridae. Астровіруси заражають різних господарів і, як правило, асоціюються із шлунково-кишковими захворюваннями; хоча захворювання може коливатися від безсимптомного до енцефаліту залежно від генотипу хазяїна та вірусу. Астровіруси мають високу генетичну мінливість внаслідок схильної до помилок полімерази та частих подій рекомбінації між штамами. Одного разу, коли вважали, що вони специфічні для виду, останні дані свідчать про те, що астровіруси можуть поширюватися між різними видами господарями, хоча частота, з якою це відбувається, та обмеження, що регулюють процес, невідомі. Події рекомбінації можуть призвести до різких еволюційних змін та сприяти подіям міжвидової передачі. У цій роботі розглядається сучасний стан досліджень еволюції та появи астровірусів, особливо, оскільки це стосується перехресної передачі та рекомбінації астровірусів.
1. Вступ
Таблиця 1
Дослідження вірусу та виявлення вірусів, які виявили астровіруси.
| Кажан | Кишечник | Ху та ін. (2017) |
| Мазок з калу | Ву та ін. (2012) | |
| Кал | Лі та ін. (2010) | |
| Верблюд | Мазок з носоглотки | Лі та ін. (2017) |
| Кішка | Кал | Чжан та ін. (2014) |
| Нг та ін. (2014) | ||
| Курка | Кишечник | Девані та ін. (2016) |
| Дей та ін. (2015) | ||
| Кал | Ліма та ін. (2018) | |
| Корова | Мозок | Вутріч та співавт. (2016) |
| Пес | Зразки калу | Морено та ін. (2017) |
| Людина | Міські стічні води | Фернандес-Кассі та ін. (2018) |
| Сироватка | Гонзалес-Густавсон та ін. (2017) | |
| Зразки калу | Oude Munnink та ін. (2016) | |
| Лінсуванон та ін. (2015) | ||
| Мазок з носоглотки, плазма | Уайлі та співавт. (2012) | |
| Свиня | Мазок з калу | Chen et al. (2018) |
| Зразки калу | Теунс та ін. (2016) | |
| Амімо та ін. (2016) | ||
| Шань та ін. (2011) | ||
| Кишечник | Карлссон та співавт. (2016) | |
| Голуб | Кал | Phan та співавт. (2013) |
| Авоцет з червоною шиєю | Кал | Вілле та ін. (2018) |
| Шліфувальник | Кал | Хонкавуорі та ін. (2014) |
| Морський лев | Кал | Лі та ін. (2011) |
| Туреччина | Кишечник | Шах та ін. (2014) |
| Невстановлене хребетне | Міські стічні води | Нг та ін. (2012) |
2. Генетика та геноміка
Про геном астровірусу відомо мало що в порівнянні з іншими, краще охарактеризованими вірусами. Хоча кілька процесів реплікації вірусу та структурних елементів було відображено в геномі (рис. 1), існують ймовірні додаткові, невстановлені ролі вірусних неструктурних білків у життєвому циклі вірусу (Méndez and Arias, 2013).
Астровірусна геномна архітектура. Окремі ділянки кодування білка з відомою ідентичністю позначені вставними коробками. У ORF2 темніші області вказують на гіперваріабельну область білка капсиду. Сигнал зсуву кадру між ORF1a та ORF1b складається із слизької послідовності, за якою йде шпилька. На 3 ′ кінці генома є високозбережена шпилька.
2.1. Організація геному
Астровіруси мають геноми + ssRNA довжиною приблизно 6–8 kb (Мендес та Аріас, 2013). Геном включає 5 'і 3' неперекладені області та три відкриті рамки зчитування (ORF). Перші два, ORF1a та ORF1b, розташовані до 5 ′ кінця геному і кодують неструктурні білки, важливі для реплікації астровірусу та генерації інфекційних частинок (рис. 1) (Cortez et al., 2017; Méndez and Arias, 2013) . Сюди входять кодована вірусом серинова протеаза, зв’язаний з геномом вірусний білок (VPg) та РНК-залежна РНК-полімераза (RdRp). ORF1b транслюється через механізм зсуву кадру. Остання відкрита рамка зчитування позначається ORF2 і кодує структурний білок (рис. 1). На основі подібності між структурою та організацією геномів астровірусу та альфавірусу вважається, що астровірус ORF2 кодується на субгеномній РНК. Дійсно, у заражених астровірусом клітинах виявлено два види + ssRNA: геномну РНК у повний зріст і приблизно 2,4 кб субгеномну (sg) РНК (Monroe et al., 1991). Припускаючи, що астровіруси реплікують і транскрибують свою РНК за подібним механізмом, як альфавіруси, геномна РНК у повний зріст використовується для синтезу РНК повнорозмірного негативного сенсу, що, в свою чергу, служить шаблоном для транскрипції геномної РНК та сгРНК (Мендес та Аріас, 2013).