Bài tập học phần vi sinh vật học đề bài trình bày các vấn đề liên quan đến picornavirus

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA KHOA CNSH, HH VÀ KTMT ⸎⸎⸎⸎⸎ BÀI TẬP HỌC PHẦN: VI SINH VẬT HỌC Đề bài: Trình bày vấn đề liên quan đến Picornavirus Họ tên sinh viên : Hoàng Quốc Việt Lê Thị Hoàng Dung Mã sinh viên : 21010269 21013203 Tên lớp : K15-CNSH Khoa : Khoa CNSH, HH & KTMT Lớp tín : BCE703132-1-1-22(N01) Giảng viên giảng dạy : Nguyễn Hồng Minh Trần Hữu Phong Năm học : 2021-2022 - Hà Nội , Tháng 11 / 2022 MỤC LỤC Danh sách từ viết tắt Danh sách hình, bảng I LỜI MỞ ĐẦU II NỘI DUNG Tổng quan chung hệ thống phân loại virus Baltimore Tổng quan virus loại IV mang gen RNA đơn-tính dương theo hệ thống phân loại Baltimore Mối liên hệ đặc điểm cấu trúc dẫn tới hình thành đặc điểm phân loại dựa theo cấu trúc ngược lại Picornavirus hệ thống virus học 3.1 Đặc điểm phân loại Piconavirus 3.1.1 Picoravirus hệ thống virus học theo phân loại Baltimore? 3.1.2 Phân loại Picornavirus 3.2 Đặc điểm cấu trúc Picornavirus 11 3.2.1 Cấu trúc hình thái, vỏ capsid Picornavirus 11 3.2.2 Cấu trúc tổ chức gen Picornavirus 12 Quá trình thâm nhập nhân lên thể vật chủ Picornavirus 14 4.1 Cách thức chế xâm nhập vào thể vật chủ gây bệnh Picornavirus 14 4.1.1 Cách thức xâm nhập Picornavirus 14 4.1.2 Cơ chế xâm nhập Picornavirus 14 4.1.2a Thụ thể SH-Globulin miễn dịch (VCAM-1, ICAN-1, PVR, CAR) 15 4.1.2b Thụ thể tăng tốc phân rã (DAF, CD55) 16 4.1.2c Thụ thể F-LDLR 16 4.1.2d Thụ thể bám dính Integrin (Tích Phân) .17 4.1.2e Thụ thể tế bào HAV (TIM-1) 18 4.1.2f Thụ thể EV71 18 4.1.2h Đồng thụ thể 18 4.1.2i Thụ thể mang Acid Sialic 19 4.2 Quá trình nhân lên thông qua chế phiên mã, dịch mã Picornavirus 20 4.2.1 Nhân lên số lượng chế dịch mã-picor 22 4.2.2 Nhân lên số lượng chế phiên mã-picor 22 Cơ chế tái gen Picornavirus 23 Virion chế lắp ráp hạt virion Picornavirus 23 6.1 Khái niệm virion 23 6.2 Cấu trúc lắp ráp hạt virion Picornavirus 24 III KẾT LUẬN 26 IV TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 Tài liệu tham khảo Tiếng Anh (Tạp chí, báo tiếng anh) 27 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt (Tạp chí, báo tiếng việt) 28 Tài liệu tham khảo khác (Link tham khảo) 28 Danh sách từ viết tắt Thuật ngữ viết tắt Thuật ngữ đầy đủ (Kèm giải thích (nếu có)) RNA-P RNA Positive RNA-N RNA Negative SsDNA / SsRNA Single strance DNA / Single strance RNA DsDNA / DsRNA Double strance DNA / Dounle strance RNA RT/DNAi Reverse trancripton / DNA intermediate RT/RNAi Reverse trancripton / RNA intermediate HT-ProV Hóa trị protein virus Danh sách hình, bảng Hình/Bảng Tên thích hình/bảng Bảng 01 Bảng 01: Bảng hệ thống phân loại Picornavirus theo số đặc điểm liệt kê ngồi yếu tố liên quan hình thái, tính hóalí-sinh, cấu trúc kháng ngun, trình tự gen Hình 01 Sơ đồ minh họa cho lối phân loại Baltimore đường trải qua để tổng hợp mRNA virus Hình 02 Coronavirus loại virus có gen +SsRNA Hình 03 Ảnh vi điện tử phần tử gây bệnh đường hô hấp bở coronavirus Hình 04 Hình ảnh 3D Picornavirus Hình 05 Hình ảnh soi kính vi điện tử Picornavirus Hình 06 Protein cấu trúc FMDV VP1, VP2, VP3 VP4 tạo thành protomer sinh học hình thái capsid icosahedral Hình 07 Bộ gen Picornavirus tổ chức polyprotein Vùng đóng hộp hình chữ nhật đại diện cho khung đọc mở (ORF) với vùng chưa dịch (UTR) đầu Chế biến phân giải protein tạo sản phẩm P1, P2 P3 Polyprotein P1 tiền chất capsid chứa protein cấu trúc (VP1-4) tìm thấy capsid trưởng thành Vùng P2 P3 chứa protein liên quan đến trình xử lý polyprotein, thay đổi môi trường tế bào chủ chép gen RNA virus Bộ gen hiển thị đại diện cho enterovirus Các chi khác chứa khác biệt tinh tế, ví dụ, aphthovirus chứa protein lãnh đạo bổ sung trực tiếp ngược dòng VP4, protein 2A nhỏ ba 3B mã hóa protein virus liên kết với gen (VPg) Hình 08 Tổng quan chu trình chép picornavirus Giai đoạn nội bào chu kỳ nhiễm picornavirus dịch mã RNA virus, điều chỉnh yếu tố IRES Bước quan trọng tạo protein virus cần thiết cho trình tổng hợp chuỗi âm, RNA, ức chế tổng hợp protein phụ thuộc cap‐, hình thành phức hợp chép RNA kiện tái tạo màng, sau dẫn đến sửa đổi hoạt động tế bào (ức chế đường tiết, autophagy) Tiếp theo vòng gen RNA sợi dương (+) tổng hợp protein virus Lắp ráp protein cấu trúc thành capsids virus trước đóng gói gen RNA virus thành virion trưởng thành Để đơn giản, có bước đại diện Hình 09 Cấu trúc capsid Picornavirus độ sâu xuyên tâm hạt picornavirus với độ dốc màu từ bề mặt xanh đậm trắng Poliovirus (enterovirus) có đường kính 32 nm với hình ngơi năm cánh trục năm hẻm sâu bao quanh trục năm cánh cánh quạt ba cánh trục ba Virus viêm não chuột Theiler (cardiovirus) có đường kính 32 nm với ngơi mở rộng trục gấp năm lần vết lõm bề mặt "hố" trải dài hai trục Virus gây bệnh lở mồm long móng (aphthovirus), đường kính 30nm với bề mặt tương đối nhẵn (Nhìn từ trái sang) I LỜI MỞ ĐẦU Virus mối tiềm tàng tai họa với người Chúng tác nhân gây bệnh quái ác, đại dịch to lớn, số khác virus có lợi cho người Sự nhân lên ngày nhiều virus dẫn theo hệ biến tính cá thể gốc gây nhiều khó khăn cơng phịng chống dịch bệnh virus Để kiểm soát Baltimore cho hệ thống phân loại có hiệu để xếp chúng vào nhóm dễ phân biệt số có hệ thống họ virus lớn Picornavirus nghiên cứu nhiều với số lượng nhiều phổ biến gây bệnh người Bài tiểu luận đề cập đến khía cạnh gây bệnh thông qua đa thụ thể virus thuộc picornavirus để người có nhìn tổng quan họ virus II NỘI DUNG Tổng quan chung hệ thống phân loại virus Baltimore Hệ thống phân loại Baltimore hệ thống phân loại virus nhà virus học David Baltimore đưa áp dụng vào năm 1917 Hệ thống phân loại Baltimore phân biệt virus dựa theo cách thức virus tổng hợp đoạn mRNA Bằng cách thức dựa vào mRNA virus thực nghiên cứu virus khác có chế tổng hợp mRNA gần tương tự xếp chúng vào nhóm để phân biệt loại virus khác tồn loại mơi trường đem thí nghiệm Hệ thống phân loại Baltimore vào hệ thống gen cấu tạo nên virus (có thể DNA RNA), tính chất sợi gen (có thể sợi đơn sợi kép) hay chí cảm giác gen RNA (có thể cảm giác gen RNA-P RNA-N), cách kết hợp xem xét cách thức tổng hợp mRNA việc xét đặc liên quan đến virus phân loại hệ thống Baltimore cho thấy ưu điểm virus sau xem xét nhóm virus có chế hành vi giống nhua tương tự xếp nghiên cứu xếp chúng vào nhóm riêng biệt để dễ nhận dạng chúng có xét lại Hình 01: Sơ đồ minh họa cho lối phân loại Baltimore đường trải qua để tổng hợp mRNA virus Hệ thống phân loại Baltimore phân virus vào nhóm sau (Hình 01): Nhóm I (DsDNA Virus), Nhóm II (SsDNA Virus), Nhóm III (DsRNA Virus), Nhóm IV (+SsRNAVirus), Nhóm V (-SsRNA Virus), Nhóm VI (+SsRNA Virus) (RT/DNAi) Nhóm VII (DsDNA Virus) (RT/RNAi) Do hệ thống chủ yếu dựa vào trình phiên mã gen virus virus phân vào nhóm phân loại thường có chung đường phương hướng tổng hợp mRNA gần tương tự nhóm virus chí cịn có chế chép gen để nhân đơi hệ số thân Vậy nên hệ thống phân loại Baltiomore hệ thống cung cấp cách sau sắc cách thức phiên mã khác virus chép gen-sao chép vòng đời virus Tổng quan virus loại IV mang gen RNA đơn-tính dương theo hệ thống phân loại Baltimore Nhóm virus Baltimore đưa vào phân nhóm thứ tư thuộc loại virus có gen tạo thành từ RNA sợi đơn, tính dương Điển hình trội nhóm thời gian gần coronavirus (Hình 02), loại virus có gen RNA sợi đơn mang tính dương (Hình 03) Hình 02: Coronavirus Hình 03: Ảnh vi điện tử phần tử gây loại virus có gen +SsRNA bệnh đường hô hấp bở coronavirus Đối với virus thuộc phân nhóm có gen +SsRNA dạng điển hình RNA dương tính nên chúng có tồn tính dương mRNA nên gen chúng hoạt động mRNA thực thụ tức chúng khơng cần phiên mã để dịch mã có phần gen dịch mã tế bào vật chủ mà Tuy chúng khơng cần phiên mã để dịch mã tồn virus +SsRNA tạo mang tính dương giống chúng từ gen qua sợi RNA mang tính âm thơng qua DsRNAi Q trình tạo đóng vai trị quan trọng chúng thực song song trình phiên mã đồng thời chép RNA sợi RNA chép mRNA Tại đầu 5’ khơng có vạch giới hạn liên kết HT-ProV đầu 3’ khơng tồn bị q trình polyadenyl hóa làm Virus thuộc phân nhóm thứ tư phân chia theo dạng virus có mRNA đa gen cấu trúc mã hóa cho chuỗi polyprotein phân cắt thành nhiều mảnh protein trưởng thành virus có mRNA tạo gen phụ hỗ trợ gen thơng qua q trính nhiều lần dịch mã Trong giới Orthornavirae thuộc vực Riboviria virus chia làm nghành là: Nghành Lenaviricota, nghành Pisuviricota nghành Kitrinoviricota Trong nghành có virus virus +SsRNA trừ nghành Pisuviricota có lớp Duplopiviricetes có virus sở hữu gen DsRNA Mối liên hệ đặc điểm cấu trúc dẫn tới hình thành đặc điểm phân loại dựa theo cấu trúc ngược lại Picornavirus hệ thống virus học 3.1 Đặc điểm phân loại Piconavirus 3.1.1 Picoravirus hệ thống virus học theo phân loại Baltimore? Picornavirus họ virus xác định lớn tất loài họ virus quan trọng cơng trình nghiên cứu, tìm thấy động vật có vú chim thuộc vào virus loại IV xét theo hệ thống phân loại Baltimore Họ picornavirus bao gồm số lượng lớn RNA nhỏ có chứa virus Trong “pico” dùng để đề cập đến kích thước virus có đường kính khoảng 30 nm (Hình 05) “rna” dùng để đề cập đến vật liệu di chuyền, chép hay nhân đôi để gay bệnh cho người số lồi vật ni virus RNA (Hình 04) Hình 04: Hình ảnh 3D Picornavirus Hình 05: Hình ảnh soi kính vi điện tử Picornavirus 3.1.2 Phân loại Picornavirus Họ picornavirus gọi họ picornaviridae, thuộc Picornavirales, lớp Pisoniviricetes, nghành Pisuviricota, giới Orthornavirae vực Riboviria Họ Picornavirus gồm 158 lồi, chia 68 chi Trong có chi quan trọng quan trọng với lĩnh vực nghiên cứu – y tế là: Enterovirus bao gồm poliovirus, coxsackievirus, enterovirus xuất người động vật Parechovirus bao gồm loài virus echovirus 22 Hepatovirus bao gồm loài virus viêm gan A gây tượng viêm gan xuấ người Apthovirus bao gồm virus gây bệnh lở mồm long móng rhinovirus ngựa loại I Rhibovirus tác nhân phổ biến gây nhiễm trùng đường hô hấp người Hầu hết trẻ em bị lần nhiễm virut mũi tuổi người lớn, virut mũi chiếm khoảng 50% ca cảm lạnh thông thường Rhinovirus nhân lên biểu mơ đường hơ hấp trên, nơi có nhiệt độ khoảng 33–35 Cardiovirus bao gồm virus gây bệnh viêm não hay bệnh tim Bảng 01: Bảng hệ thống phân loại Picornavirus theo số đặc điểm liệt kê yếu tố liên quan hình thái, tính hóa-lí-sinh, cấu trúc kháng ngun, trình tự gen Quá trình thâm nhập nhân lên thể vật chủ Picornavirus 4.1 Cách thức chế xâm nhập vào thể vật chủ gây bệnh Picornavirus 4.1.1 Cách thức xâm nhập Picornavirus Picornavirus xâm nhập vào thể nói chung qua mũi miệng Picornavirus thường nhân vào biểu mơ vịm họng, vị trí khác nhân lên virus mô bạch huyết khu vực Sự nhân lên dẫn đến nhiễm trùng khơng có triệu chứng bệnh đường hô hấp Người ta thấy số loại vi rút thuộc họ lây nhiễm xuống ruột dưới, số chủng phát triển ruột chúng có khả chống lại hàm lượng axit ruột mật Chủng virus sau đưa vào máu đến quan đích tủy sống, màng não, tim, gan da Virus đến hệ thống xương thơng qua thần kinh trung ương Picornavirus có liên quan đến bệnh sau đây: Bệnh sốt khơng biệt hóa, Nhiễm trùng đường hơ hấp, Rối loạn đường tiêu hóa, Viêm kết mạc, Sự phân hủy màng nhầy, Tổn thương màng nhầy da, Nhiễm trùng tử cung, Viêm tụy, Tổng quát bệnh nhiễm trùng sơ sinh, Viêm tinh hoàn Phản ứng vật chủ vi rút xem gia tăng nồng độ kháng thể IgA niêm mạc Đây trường hợp nhiễm trùng đường hô hấp nồng độ IgA tăng nhìn thấy ruột thể người Kháng thể thể tạo để phản ứng với vi rút kháng thể IgM Sau thời gian, có chuyển đổi lớp, điều dẫn đến việc tăng sản xuất kháng thể IgG thể người Nồng độ kháng thể IgG lơ lửng khoảng 2-3 tuần sau chuyển sang pha tĩnh, sau nồng độ giảm dần Cũng cần lưu ý trình thải phức hợp kháng thể kháng nguyên diễn q trình thực bào, tiêu hóa tiết 4.1.2 Cơ chế xâm nhập Picornavirus Picornavirus xâm nhập vào thể đích thụ thể thụ thể đóng vai trị quan trọng xâm nhập hầu hết loại virus Trong trường hợp picornavirus chúng có liên quan đến gắn kết tế bào, tín hiệu endocytosis kích hoạt thay đổi capsid cần thiết cho xâm nhập truyền nhiễm Tương tác thụ thể virus đặc trưng rộng rãi cho số vi-rút chi thiết lập nhiều Tuy nhiên, số lượng lớn virus, đặc biệt loại chi xác định gần mà thụ thể chưa xác định Các thụ thể sử dụng picornavirus khác bao gồm thành viên họ giống immunoglobulin, họ thụ thể lipoprotein mật độ thấp (LDLR), họ kiểm soát bổ thể, họ integrin phân tử bám dính tế bào thụ thể miền giống mucin tế bào T 4.1.2a Thụ thể SH-Globulin miễn dịch (VCAM-1, ICAN-1, PVR, CAR) Nhóm phân tử bao gồm số thụ thể đặc trưng tốt virus thuộc chi enterovirus: Phân tử bám dính tế bào-1 (ICAM-1) thụ thể rhinovirus nhóm người (HRV) CD155 phân tử giống nectin-5 (NECL-5) thụ thể PV (PVR), phân tử bám dính tế bào có vai trị phát triển phôi thai tiến triển ung thư Thụ thể Coxsackie adenovirus (CAR) thành phần mối nối chặt chẽ tế bào biểu mơ ngun vẹn Ngồi ra, phân tử bám dính tế bào mạch máu chuột-1 (VCAM-1) xác định thụ thể virus viêm não tim cardiovirus (EMCV) Các phân tử tất glycoprotein màng loại bao gồm bảy (VCAM-1), năm (ICAM-1), ba (PVR) hai (CAR) miền giống globulin miễn dịch ngoại bào (giống Ig), miền xuyên màng miền tế bào chất Đối với thụ thể enterovirus, ICAM-1, PVR CAR, thao tác di truyền phân tử miền giống Ig (màng xa) chịu trách nhiệm cho liên kết virus Sự tương tác thụ thể với capsids virus nghiên cứu thêm kính hiển vi điện tử cryo, lần chèn vào "hẻm núi", độ lõm bề mặt bao quanh trục năm lần entero rhinovirus Kết diện tích bề mặt tiếp xúc cao thụ thể hẻm núi làm tăng lượng tương tác cho liên kết thụ thể hoạt động tác nhân kích hoạt cho việc bắt đầu chuyển đổi cấu trúc capsid liên quan đến giải phóng gen thâm nhập màng Do đó, thụ thể giống Ig tạo điều kiện liên kết virus bề mặt tế bào, nhắm mục tiêu vào đường nội mô cụ thể bắt đầu trình cung cấp gen cho tế bào chất Sự tương tác VCAM-1 EMCV chưa nghiên cứu rộng rãi Tuy nhiên, thực tế capsid EMCV khơng chứa hẻm núi tính không thiết phải yêu cầu để liên kết với thụ thể giống Ig Cũng khơng có chứng cho thấy liên kết thụ thể bắt đầu thay đổi cấu trúc vi-rút thuộc chi cardiovirus 4.1.2b Thụ thể tăng tốc phân rã (DAF, CD55) DAF CD55 thụ thể cho nhiều loại enterovirus Nó thành viên họ thụ thể kiểm soát bổ sung, thường sử dụng làm thụ thể cho vi khuẩn bao gồm bốn mô đun lặp lại đồng thuận ngắn ngoại bào gắn vào màng neo glycosylphosphatidyl inositol (GPI) Trái ngược với tương tác thụ thể vi-rút thấy với thụ thể giống Ig, chế độ liên kết DAF không bảo tồn vi-rút khác có vị trí liên kết đa dạng capsid thụ thể Ràng buộc không thiết phải liên quan đến "hẻm núi" enterovirus khơng kích hoạt thay đổi cấu trúc capsid Thay vào DAF hoạt động thụ thể chính, tuyển dụng virus vào bề mặt tế bào, sau cần có tương tác với thụ thể thứ hai đồng thụ thể để kích hoạt xâm nhập bệnh truyền nhiễm 4.1.2c Thụ thể F-LDLR LDLR, protein liên quan đến LDLR (LRP) thụ thể lipoprotein mật độ thấp (VLDLR) xác định thụ thể cho HRV nhóm nhỏ khả ngăn chặn virus liên kết với tế bào nuôi cấy Các thụ thể bao gồm miền ngoại bào gồm lần lặp lại liên kết phối tử (LDLR), (VLDLR) 31 (LRP), miền xuyên màng miền tế bào chất Nhiều lần lặp lại khơng hồn hảo góp phần vào khả phân tử liên kết hiệu với nhiều kiểu huyết virus Trái ngược với tương tác HRV / ICAM-1 nhóm chính, liên kết LDLR virus nhóm nhỏ khơng liên quan đến hẻm núi không gây thay đổi cấu trúc capsid Thay vào đó, năm lần lặp lại liên kết phối tử cho liên kết xung quanh trục đối xứng năm lần để bao quanh đỉnh năm lần cho nhiều kiện lực thấp kết hợp với để cung cấp khao khát cao Do hậu tự nhiên đối xứng hạt, picornavirus liên kết với nhiều thụ thể để đạt liên kết khao khát cao 99 kiểu huyết HRV thơng thường nhóm lại phân tích phát sinh lồi thành hai nhánh: HRV-A HRV-B Mặc dù phần lớn số 12 kiểu huyết nhóm nhỏ nằm hai cụm HRV-A, điều thú vị cần lưu ý việc bảo tồn việc sử dụng thụ thể cụm tuyệt đối Ví dụ, cụm HRV39 nhóm với bốn HRV nhóm nhỏ, cụm HRV1 nhóm nhỏ với ba HRV nhóm Phân tích chuỗi capsid tiết lộ tất virus nhóm nhỏ có lysine bảo tồn VP1 Một số kiểu huyết nhóm tìm thấy có chứa tính này, sau thử nghiệm thử nghiệm hai số HRV23 HRV25, phân loại lại thành virus nhóm nhỏ 4.1.2d Thụ thể bám dính Integrin (Tích Phân) Integrin thụ thể bám dính tế bào bao gồm phức hợp khơng hóa trị, dị hợp tiểu đơn vị α β Mỗi tiểu đơn vị glycoprotein với miền ngoại bào hình cầu lớn, miền xuyên màng miền tế bào chất nhỏ Một đặc điểm cổ điển nhiều thụ thể integrin công nhận chúng tripeptide Arg-Gly-Asp (RGD) diện mơ típ capsids virus trở thành đồng nghĩa với việc sử dụng thụ thể integrin Integrins αvβ1, αvβ3, αvβ6, αvβ8 tất hoạt động thụ thể cho xâm nhập aphthovirus FMDV, có tập hợp hạn chế phân tử sử dụng virus bệnh nhiễm trùng tự nhiên Sự diện integrin αvβ6trên biểu mô bị tương quan với vị trí mà tổn thương phát triển trình nhiễm trùng tự nhiên, đề xuất thụ thể tự nhiên cho FMDV Liên kết integrin liên quan đến ba RGD, với họa tiết liền kề, hiển thị vòng lặp linh hoạt, tiếp xúc (vòng lặp VP-1 G-H) bề mặt capsid Liên kết thụ thể khơng kích hoạt thay đổi cấu trúc mà phục vụ để buộc virus bề mặt tế bào tạo điều kiện cho nội bào endocytosis Integrin thụ thể cho gắn kết tế bào enterovirus, echovirus 1, echovirus 9, CAV9, parechovirus, human parechovirus Hầu hết virus liên kết integrin thông qua mô típ RGD gần đầu cuối C VP1, vị trí linh hoạt, tiếp xúc Tuy nhiên, echovirus đặc biệt việc liên kết α integrin độc lập với RGD2β1thông qua tương tác với hẻm núi Trong trường hợp, liên kết integrin khơng kích hoạt thay đổi capsid song song với tình enterovirus liên kết DAF, cần có thụ thể yếu tố bổ sung để xâm nhập truyền nhiễm 4.1.2e Thụ thể tế bào HAV (TIM-1) Thụ thể tế bào linh trưởng cho HAV (HAVcr-1) chất tương tự người (huHAVcr-1) xác định glycoprotein màng tích hợp lớp I với miền ngoại bào bao gồm vùng giống Ig-xa màng N vùng giống mucin Các dạng hòa tan HAVcr-1 báo cáo trung hòa HAV gây thay đổi hạt HAV IgA phối tử tự nhiên cho HAVcr-1 tăng cường tương tác thụ thể HAV huHAVcr-1 sau phân loại thành viên nguyên mẫu miền immunoglobulin tế bào T mới, họ gen giống mucin (TIM), TIM-1 Một nghiên cứu hấp dẫn gợi ý nhiễm HAV trẻ em kích thích TIM-1 bảo vệ chống lại dị ứng sống sau này, dẫn đến đề xuất tỷ lệ mắc HAV giảm nước phương Tây nguyên nhân gây tỷ lệ mắc dị ứng hen suyễn ngày tăng tương ứng 4.1.2f Thụ thể EV71 EV71 enterovirus gây bệnh tay chân miệng, thường có triệu chứng tương đối nhẹ tự khỏi Tuy nhiên, nhiễm EV71 liên quan đến bệnh thần kinh nghiêm trọng gây tử vong, phá vỡ lớn vi rút xảy gần châu Á Hai thụ thể cho EV71 gần xác định: P-selectin glycoprotein phối tử1 người protein giống chất nhầy đóng vai trị thụ thể cho nhiễm trùng bạch cầu EV71 thụ thể nhặt rác loại B thành viên thụ thể cho endocytosis lipoprotein mật độ cao Cả hai phân tử khác biệt đáng kể so với thụ thể enterovirus có Người ta hy vọng cơng trình tiết lộ liệu thụ thể có góp phần vào chế bệnh sinh nhiệt đới thần kinh EV71 hay không 4.1.2h Đồng thụ thể Một số lượng đáng kể enterovirus liên kết với DAF chứng minh yêu cầu thụ thể đồng ảnh hưởng đến thay đổi cấu trúc capsid cần thiết cho nhiễm trùng sản xuất Các ví dụ ghi chép đầy đủ Coxsackievirus, CAV21 CBV3, sử dụng phân tử giống Ig ICAM-1 CAR, làm đồng thụ thể Trái ngược với thụ thể chính, DAF, thụ thể đồng liên kết vào "hẻm núi" kích hoạt thay đổi capsid Các nghiên cứu tế bào nuôi cấy virus lây nhiễm qua thụ thể đồng chúng trường hợp khơng có DAF Trong tế bào này, CAR tìm thấy vị trí tự nhiên nó, ẩn mối nối chặt chẽ tế bào khơng thể tiếp cận với virus Tuy nhiên, liên kết DAF kích hoạt vận chuyển phụ thuộc vào tín hiệu phức hợp thụ thể-vi rút đến mối nối chặt chẽ để xảy tương tác với CAR xâm nhập tế bào Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng việc sử dụng hệ thống nuôi cấy tế bào ống nghiệm, bắt chước chặt chẽ hình thái mơ in vivo Các nghiên cứu với enterovirus echovirus liên kết với DAF xâm nhập vào tế bào âm tính với DAF xảy bổ thể kiểm soát protein CD59 thành phần MHC lớp I, β2microglobulin đồng thụ thể cần thiết để nhập cảnh Giống enterovirus liên kết DAF, enterovirus liên kết tích hợp yêu cầu đồng thụ thể để xâm nhập Các nghiên cứu với CAV9 nhiều yêu cầu β2microglobulin, protein GRP78 liên quan đến MHC-I MHC-1 Cũng có tương đồng với số virus liên kết DAF tương tác với thụ thể chứng minh phân phối tế bào ni cấy 4.1.2i Thụ thể mang Acid Sialic Dư lượng axit sialic tìm thấy chuỗi oligosacarit, trang trí nhiều loại glycoprotein bề mặt tế bào Các chủng dai dẳng vi rút cardiovirus Viêm não chuột Theiler (TMEV) nhận axit sialic moiety thụ thể cấu trúc virus phức tạp với axit sialic xác định mặt tinh thể Một loại virus cardiovirus khác, EMCV, liên kết thông qua moiety axit sialic với glycophorin A, phân tử thụ thể hồng cầu động vật có vú khơng cho phép virus Các nghiên cứu gần EMCV sử dụng mục nhập qua trung gian axit sialic sau thích nghi ni cấy tế bào Viêm mũi ngựa aphthovirus A virus (ERAV) bám vào tế bào thông qua tương tác với axit sialic cấu trúc virus phức tạp với axit sialic thu tinh thể học tia X Phần lớn tất picornavirus xâm nhập vào tế bào chất thông qua túi nội bào Tuy nhiên, phức tạp đa dạng chế nội mô trở nên ngày rõ ràng năm gần Hơn nữa, số picornavirus chứng minh yêu cầu tương tác thụ thể / đồng thụ thể phức tạp để phân phối đến vị trí thích hợp bề mặt tế bào để gây endocytosis bắt đầu khơng phủ Nó chứng minh số virus điều chỉnh để xâm nhập vào tế bào thông qua vị trí chuyên biệt, chẳng hạn mối nối chặt chẽ, khơng có hệ thống ni cấy tế bào bình thường, nhấn mạnh cần thiết phải thận trọng việc giải thích liệu thu từ hệ thống nhân tạo Vẫn nhiều điều cần tìm hiểu hóa sinh sinh học tế bào buôn bán nội mạc tử cung mối quan hệ chúng với việc không phủ virus Ngồi ra, rõ ràng picornavirus dung nạp thích nghi để sử dụng tuyến đường xâm nhập thay vào tế bào Rõ ràng chế xâm nhập chiếm ưu loại virus hiệu nhất, miễn virus endocytosed đường nào, nhiều người lây nhiễm vào tế bào, hiệu thấp 4.2 Q trình nhân lên thơng qua chế phiên mã, dịch mã Picornavirus Bộ gen virus phân loại picornavirus bao gồm RNA sợi đơn dương tính Khả mã hóa virus RNA hạn chế, đó, chúng dựa vào máy tế bào cho chu kỳ chép virus chúng Hình 08: Tổng quan chu trình chép picornavirus Giai đoạn nội bào chu kỳ nhiễm picornavirus dịch mã RNA virus, điều chỉnh yếu tố IRES Bước quan trọng tạo protein virus cần thiết cho trình tổng hợp chuỗi âm, RNA (‐), ức chế tổng hợp protein phụ thuộc cap‐, hình thành phức hợp chép RNA kiện tái tạo màng, sau dẫn đến sửa đổi hoạt động tế bào (ức chế đường tiết, autophagy) Tiếp theo vòng gen RNA sợi dương (+) tổng hợp protein virus Lắp ráp protein cấu trúc thành capsids virus trước đóng gói gen RNA virus thành virion trưởng thành Để đơn giản, có bước đại diện Khi virus xâm nhập vào tế bào nhạy cảm, RNA virus ban đầu cạnh tranh với mRNA tế bào để tiếp cận với máy tổng hợp protein Khơng có đáng ngạc nhiên, picornavirus phát triển chiến lược chuyên biệt cho phép biểu thành công sản phẩm gen virus, mà phác thảo đánh giá Đặc điểm tất gen picornavirus diện yếu tố RNA có cấu trúc mạnh 5'UTR, gọi yếu tố xâm nhập ribosome bên (IRES), đạo trình tổng hợp protein virus đó, kích hoạt bước cần thiết để chép virus Ở đây, tóm tắt nghiên cứu gần cho thấy nguyên tố IRES picornavirus bao gồm cấu trúc mơ-đun, cung cấp vị trí tương tác cho tiểu đơn vị ribosome, eIFs nhóm protein liên kết RNA chọn lọc 4.2.1 Nhân lên số lượng chế dịch mã-picor 4.2.2 Nhân lên số lượng chế phiên mã-picor Quá trình tổng hợp RNA xảy phức hợp chép mà chứa protein tế bào, protein virus ARN Sử dụng kính hiển vi điện tử miễn dịch phức hợp chép liên kết với bề mặt tế bào chất màng mụn nước phát triển tế bào chất người bị nhiễm bệnh tế bào Số lượng lớn mụn nước hình thành, có nguồn gốc chủ yếu từ mạng lưới nội chất Mỗi túi có đường kính 200– 400 nm bao bọc túi virus bại liệt gây tế bào chất Ảnh hiển vi điện tử cho thấy phần nhuộm màu âm tính tế bào HeLa sau nhiễm bệnh với vi rút bại liệt Mũi tên ghép nối hai lớp lipid liền kề Tất virus lớp IV biết đến sinh vật nhân chuẩn chép RNA chúng phức hợp liên kết màng tương tự Để RNA (+) lây nhiễm chép, nhiều (-) RNA phải phiên mã sau sử dụng làm khuôn để tổng hợp RNA (+) Mồi cho tổng hợp sợi (+) (-) protein nhỏ VPg, uridylyl hóa nhóm hydroxyl dư lượng tyrosine vi rút bại liệt ARN polymerase Những phản ứng diễn chép diễn xuất cis phần tử (cre) nằm vòng lặp gốc virus gen, chuỗi AA vòng lặp tạo thành khn mẫu để tổng hợp UU Có chứng cho thấy UUVPg đóng vai trị mồi cho (-) tổng hợp RNA, khơng liệu đoạn mồi để tổng hợp RNA (+) VPg dẫn xuất uridylyl hóa Phần lớn RNA phức hợp chép có mặt dạng chất trung gian chép (RI) RI liên kết phân tử RNA bao gồm RNA mẫu số RNA phát triển khác chiều dài Do đó, số RI bao gồm RNA (+) liên kết với RNA (-) phát triển, RI khác bao gồm (-) RNA liên kết với RNA (+) phát triển (Hình 14.13) Cũng liên kết với RI ARN pơlimeraza Trình tự poly(A) đầu mạch cộng không tổng hợp theo cách thông thường Nó phiên âm từ chuỗi poly(U) đầu dải trừ Người ta ước tính người bị nhiễm vi rút bại liệt tế bào có tới 2500 phân tử RNA tổng hợp phút Virus kiểm sốt q trình tổng hợp RNA theo cách cách mà RNA (+) nhiều khoảng 50 lần so với (-) RNA thực Một số phân tử RNA (+) sử dụng làm mẫu để tổng hợp (-) RNA tiếp theo, số chức mRNA số định sẵn gen virion cháu Cơ chế tái gen Picornavirus Virion chế lắp ráp hạt virion Picornavirus 6.1 Khái niệm virion Virion hay hạt virus hoàn chỉnh bao gồm RNA DNA bao quanh lớp vỏ protein tạo thành dạng lây nhiễm virus Vỏ protein bên virion gọi capsid Virion capsids làm từ tiểu đơn vị protein giống hệt gọi capsomeres RNA DNA nằm lõi bên nó, mang lại khả lây nhiễm, capsid cung cấp tính đặc hiệu cho virus Trong số phiên virion, capsid bao quanh màng mỡ virion bị bất hoạt tiếp xúc với dung môi chất béo ete chloroform Hình dạng nhiều virion hình cầu, đặc biệt icosahedron Capsid có 20 mặt hình tam giác với thuật ngữ đơn vị xếp thống capsomeres; Bạn thấy hai đến năm số chúng dọc theo bên, với axit nucleic dày đặc bên Ngược lại, loại virion khác bao gồm số lượng lẻ gai bề mặt axit cuộn lỏng lẻo bên Hầu hết virion thực vật có hình que, capsid hình trụ trần trụi khơng có màng mỡ với axit nucleic thẳng xoắn ốc Chức tầm nhìn đảm bảo tiêm axit nucleic virus vào tế bào vật chủ Các chức khác virion bao gồm- bảo vệ gen khỏi enzyme nucleolytic, phân phối gen, tương tác virus vỏ bọc Virion gọi người mang gen trơ Chúng phát triển hình thành thơng qua phân chia Virus thủy đậu nhỏ, HIV, Coronavirus, Fluvirion Phage P-22 ví dụ định virion Như vậy, định nghĩa virion dạng virus khơng hiệu bên ngồi màng tế bào chủ, với lõi axit nucleic capsid Vỏ virion cung cấp an toàn cho lõi bên trong, bao gồm gen protein khác Sau liên kết với bề mặt tế bào chủ, DNA RNA virion tiêm vào tế bào chủ chép virus xảy ra, dẫn đến lây lan nhiễm trùng sang tế bào chủ khác Virion hạt truyền nhiễm để truyền gen axit nucleic đến vật chủ tế bào chủ Tế bào chất nhà máy virus phức tạp tạo virion, nghĩa virus Virion nhạy cảm với nhiệt, tương đối ổn định nhiệt bị bất hoạt chất tẩy rửa không ion, ether chloroform Chúng tương đối chống lại bất hoạt quang động Virion chứa bốn protein đáng kể khoảng 61, 64, 48 19 kDa Các nhà khoa học quan sát thấy số dải protein nhỏ chế phẩm virion Virion màng tế bào chủ có thành phần axit béo tương tự Virion thường có đường kính 80 nanomet có phạm vi biến đổi đường kính từ 50 đến 125nm Sự khác biệt kích thước khơng đồng virion, dẫn đến ba dạng virion riêng biệt trình nhiễm trùng 6.2 Cấu trúc lắp ráp hạt virion Picornavirus VP1–3 tạo thành lớp vỏ icosohedral virion , VP4 phân phối bề mặt bên hạt virus Mặc dù phân tách P1 thành phận cấu thành cần thiết cho trình lắp ráp trưởng thành virion, sản phẩm không bị tách rời Do đó, protomer cấu trúc monome P1 xử lý icosahedron T = mơ tả quasi T = sản phẩm phân giải protein trưởng thành xét duyệt Hình 09: Cấu trúc capsid Picornavirus độ sâu xuyên tâm hạt picornavirus với độ dốc màu từ bề mặt xanh đậm ngồi trắng Poliovirus (enterovirus) có đường kính 32 nm với hình ngơi năm cánh trục năm hẻm sâu bao quanh trục năm cánh cánh quạt ba cánh trục ba Virus viêm não chuột Theiler (cardiovirus) có đường kính 32 nm với mở rộng trục gấp năm lần vết lõm bề mặt "hố" trải dài hai trục Virus gây bệnh lở mồm long móng (aphthovirus), đường kính 30nm với bề mặt tương đối nhẵn (Nhìn từ trái sang) VP1–3 loại có cấu trúc tương tự bao gồm tám β thùng mắc kẹt hình nêm, sợi β liên kết vịng có độ dài khác Độ dài thành phần vòng kết nối, với độ nghiêng thùng β xác định cấu trúc liên kết bề mặt hạt virus chịu trách nhiệm đặc điểm liên kết thụ thể đặc điểm kháng nguyên Các monome xử lý phân giải protein lắp ráp thành tiểu đơn vị pentameric, 12 số tiếp tục tạo thành vỏ icosohedral hoàn chỉnh virus Các thành phần VP1 tập hợp xung quanh trục đối xứng gấp năm lần VP2 xen kẽ xung quanh trục gấp ba lần Trong virus thuộc chi enterovirus, có vết lõm sâu bao quanh trục năm lần bên VP1 Cái gọi "hẻm núi" ngăn cách phần nhô theo hướng bề mặt VP1 với phần nhô VPs và nhiều trường hợp vị trí tương tác với thụ thể tế bào Hẻm núi lấp đầy phần loại cardiovirus để lại loạt vết lõm kéo dài trục gấp đôi (đôi gọi "hố"), lần liên quan đến liên kết thụ thể Mặt khác, FMDV có bề mặt mịn nhiều thụ thể tế bào liên kết với vòng lặp linh hoạt chiếu từ bề mặt hạt thay vào vết lõm cấu trúc Trong mơ hình lắp ráp picornavirus, trình xử lý phân giải protein polyprotein virus dẫn đến phân tách P1 thành VP0, VP1 VP3, mặc dù, nêu trước đó, protein không tách rời mặt vật lý Các khe hở trước cần thiết để lắp ráp thành tiểu đơn vị pentameric, từ tiếp tục tạo thành icosohedral "pro-virion" kết hợp với gen RNA virus Cơ chế làm sở cho kết hợp RNA virus tính mang lại tính đặc hiệu cho q trình chưa hiểu rõ Sự kiện cuối trưởng thành virus có liên quan đến phân tách VP0 thành VP2 VP4 Điều thường trùng hợp với kết hợp RNA vào hạt chưa trưởng thành, ban đầu người ta đề xuất serine bảo tồn VP2 đóng vai trị xúc tác q trình phân tách Tuy nhiên, cấu trúc tia X cụm capsid rỗng trung gian poliovirus (PV) cho thấy đoạn peptide có chứa liên kết scissile VP0 nằm đỉnh lưỡi vết lõm ngồi hình trefoil bề mặt bên bao quanh trục gấp ba lần Sự trầm cảm tương tự vị trí liên kết cho phân đoạn xếp theo thứ tự icosahedrally RNA gen virus đốm beanpod RNA từ cấu trúc neo đậu độc đáo cấu trúc capsid trống rỗng Trong cấu trúc capsid rỗng, bên liên kết scissile, có phân tử nước liên kết với histidine tương ứng với 195 Anh từ VP2, oxy carbonyl liên kết scissile dư lượng lân cận hướng ngồi phía "vị trí liên kết RNA" Dựa quan sát này, đề xuất chế phân tách RNA trực tiếp (bằng cách tặng liên kết hydro từ bazơ nucleotide) gián tiếp (thông qua việc phối hợp cation hóa trị hai) phân cực oxy carbonyl, tạo điện tích dương carbonyl carbon, chuỗi bên histidine nước di chuyển lên để tham gia vào carbonyl carbon Cơ chế phân tách tương tự chế metalloprotease Một nghiên cứu xác nhận đột biến 195 His ức chế phân tách VP0, dẫn đến tích tụ virion khơng nhiễm trùng Các nghiên cứu cấu trúc liên quan đến dư lượng histidine tương đương phân tách VP0 FMDV Từ lâu, người ta biết virus viêm gan A (HAV) không phù hợp với sơ đồ chung moiety VP4 có kích thước di tích không bị myristoylated Gần hơn, số picornavirus phát chứng minh thiếu phân tách trưởng thành VP giống HAV, thiếu tín hiệu myristoylation đồng thuận ga cuối N VP0 Sẽ thú vị xem liệu quy trình lắp ráp xâm nhập thơng qua loại virus có phù hợp với mơ hình phát triển cho thành viên nghiên cứu tốt gia đình hay khơng III KẾT LUẬN Mặc dù điều tra mạnh mẽ nhiều năm, chế mà picornavirus bắt đầu nhiễm trùng tế bào chưa hiểu rõ Tuy nhiên, tiến gần cung cấp nhìn trêu cách quy trình hoạt động Sự phức tạp việc sử dụng thụ thể trở nên rõ ràng hạn chế áp đặt cách nghiên cứu tương tác virus hệ thống nuôi cấy tế bào đơn giản trái ngược với mơ có tổ chức trở nên rõ ràng Virus hoạt động phối tử có khả gây kiện tín hiệu tế bào vai trò tương tác xâm nhập tế bào bắt đầu nghiên cứu Picornavirus trải qua thay đổi cấu trúc sâu sắc cần thiết cho xâm nhập màng giải phóng gen q trình xâm nhập Mặc dù tiến quan trọng thực việc làm sáng tỏ kiện này, nhiều điều cần học trước hiểu chế phân tử liên quan Mặc dù picornavirus thể loạt khả gây hoang mang cho xâm nhập tế bào, nghiên cứu gần cho thấy đặc điểm ngun tắc q trình giống phổ picornavirus so với nghi ngờ IV TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo Tiếng Anh (Tạp chí, báo tiếng anh) [1] Racaniello VR Picornaviridae: The viruses and their replication In: Knipe DM, Howley PM, Griffin DE, Lamb RA, Martin MA, Roizman B, Strauss SE, editors Fields Virology 5th ed Lippincott Williams & Wilkins; USA: 2007 pp 795–838 [2] Colonno RJ, Condra JH, Mizutani S, Callahan PL, Davies ME, Murcko MA Evidence for the direct involvement of the rhinovirus canyon in receptor binding Proc Natl Acad Sci USA 1988;85:5449–5453 [3] Hertzler S, Luo M, Lipton HL Mutation of predicted virion pit residues alters binding of Theiler’s murine encephalomyelitis virus to BHK-21 cells J Virol 2000;74:1994–2004 [4] Logan D, Abu-Ghazaleh R, Blakemore W, Curry S, Jackson T, King A, Lea S, Lewis R, Newman J, Parry N, et al Structure of a major immunogenic site on foot-and-mouth disease virus Nature 1993;362:566–568 [5] Greve JM, Davis G, Meyer AM, Forte CP, Yost SC, Marlor CW, Kamarck ME, McClelland A The major human rhinovirus receptor is ICAM-1 Cell 1989;56:839–847 [6] Tomassini JE, Graham D, DeWitt CM, Lineberger DW, Rodkey JA, Colonno RJ cDNA cloning reveals that the major group rhinovirus receptor on HeLa cells is intercellular adhesion molecule Proc Natl Acad Sci USA 1989;86:4907–4911 [7] Lindahl G, Sjobring U, Johnsson E Human complement regulators: a major target for pathogenic microorganisms Curr Opin Immunol 2000;12:44–51 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt (Tạp chí, báo tiếng việt) Tài liệu tham khảo khác (Link tham khảo) ... protein virus liên kết với gen (VPg) Quá trình thâm nhập nhân lên thể vật chủ Picornavirus 4.1 Cách thức chế xâm nhập vào thể vật chủ gây bệnh Picornavirus 4.1.1 Cách thức xâm nhập Picornavirus Picornavirus... gen Picornavirus 12 Quá trình thâm nhập nhân lên thể vật chủ Picornavirus 14 4.1 Cách thức chế xâm nhập vào thể vật chủ gây bệnh Picornavirus 14 4.1.1 Cách thức xâm nhập Picornavirus. .. là: Enterovirus bao gồm poliovirus, coxsackievirus, enterovirus xuất người động vật Parechovirus bao gồm loài virus echovirus 22 Hepatovirus bao gồm loài virus vi? ?m gan A gây tượng vi? ?m gan xuấ