Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.4. Căn bệnh
2.4.1. Đặc điểm sinh học phân tử của virus cúm gia cầm
Hình thái và cấu trúc của virus cúm gia cầm type A qua kính hiển vi điện tử có dạng hình khối trịn, hình trứng hoặc dạng khối dài, đường kính khoảng 80 - 120 nm. Virus có vỏ bọc ngồi, phân tử lượng của hạt virus khoảng 250 triệu Da.
Vỏ virus có chức năng bao bọc và bảo vệ vật chất di truyền RNA của virus, bản chất cấu tạo là màng lipit kép có nguồn gốc từ màng tế bào nhiễm được đặc hiệu hóa gắn vào các protein màng của virus. Trên bề mặt có khoảng 500 “gai mấu” nhơ ra và phân bố dày đặc, mỗi gai mấu dài khoảng 10 - 14 nm có đường glycoprotein gồm: HA, NA, M1 (matrix) và các dấu ấn khác của virus (Bender et
al., 1999; Zhao et al., 2008). Có sự phân bố khơng đồng đều giữa các phân tử
NA và HA (tỷ lệ NA:HA khoảng 1:4), đây là 2 loại protein kháng nguyên có vai trị quan trọng trong q trình xâm nhiễm của virus ở tế bào cảm nhiễm (Murphy and Webster, 1996; Uiprasertkul et al., 2007).
17
Hình 2.7. Cấu trúc bên ngồi của virus cúm gia cầm
Nguồn: http://micro.magnet.fsu.edu/cells/viruses/influenzavirus.html
Hệ gen của virus cúm A là RNA sợi đơn âm (Negative single strain RNA - (-) ssRNA), gồm 8 phân đoạn riêng biệt (HA, NA, M, NS, NP, PA, PB1 và PB2) nối với nhau thành 1 sợi duy nhất bên trong vỏ capsid, mã hóa cho 11 protein tương ứng của virus (Ito et al., 1998; Conenello et al., 2007).
Phân đoạn 1 (gen PB2) có kích thước 2431 bp, mã hóa tổng hợp protein
enzyme PB2, là tiểu đơn vị thành phần trong phức hợp enzyme polymerasa của virus, chịu trách nhiệm khởi đầu phiên mã RNA virus. Protein PB2 có khối lượng phân tử theo tính tốn khoảng 84.103 Da (trên thực tế là 87,103 Da) (Murphy và Webster, 1996). Tính thích nghi nhiệt độ cơ thể loài vật chủ được cho là có liên quan đến vị trí amino acid 627 ở protein PB2 (ở virus cúm gia cầm vị trí này là Glu - thích ứng nhiệt độ cơ thể gia cầm khoảng 400C, cịn ở virus thích nghi trên người là Lys - thích ứng nhiệt độ cơ thể người khoảng 370C) (Subbarao et al., 1998).
Phân đoạn 2 (gen PB1) cũng có kích thước 2431 bp, mã hóa tổng hợp
enzyme PB1- tiểu đơn vị xúc tác của phức hợp enzyme promerase trong quá trình tổng hợp RNA virus, chịu trách nhiệm gắn mũ RNA (Murphy và Webster, 1996). Gần đây, đã có phát hiện thêm 1 protein (PB1-F2) được mã hóa bởi 1 khung đọc mở khác nhau của PB1, có vai trị gây ra hiện tượng apoptosis (hiện tượng tế bào chết theo chương trình) (Tumpey et al., 2002).
Phân đoạn 3 (gen PA) kích thước 2233 bp, là phân đoạn gen bảo tồn cao,
khoảng 83000 Da (trên thực tế là 96.103 Da). PA là một tiểu đơn vị của polymerase chịu trách nhiệm kéo dài sự phiên mã RNA trong quá trình tổng hợp RNA của virus (Luong and Palese, 1992).
Phân đoạn 4 (gen HA) có độ dài thay đổi theo từng chủng virus cúm A.
Đây là gen chịu trách nhiệm mã hóa tổng hợp protein HA, gồm hai tiểu phần là HA1 và HA2. Vùng nối giữa HA1 và HA2 gồm một số amino acid mang tính kiềm được mã hóa bởi một chuỗi oligonucleotide, đó là điểm cắt cắt của enzyme protease, đây là vùng quyết định độc lực của virus (Bosch et al., 1981; Gambotto
et al., 2008). Protein HA có khối lượng phân tử khoảng 63.103 Da (nếu không
được oxy hóa) và 77.103 Da (nếu được oxy hóa, trong đó HA1 là 48.103 Da và HA2 là 29.103 Da) (Keawcharoen et al., 2005; Luong and Palese, 1992).
Phân đoạn 5 (gen NP) có kích thước khoảng 1556 bp, mã hóa tổng hợp
nucleoprotein (NP) - thành phần của phức hệ phiên mã, chịu trách nhiệm vận chuyển RNA giữa nhân và bào tương tế bào chủ.
Phân đoạn 6 (gen NA) là một gen kháng nguyên của virus, có chiều dài
thay đổi theo từng chủng virus cúm A (ở A/H6N2 là 1413 bp, ở A/H5N1 thay đổi khoảng từ 1350 - 1410 bp) (Lê Thanh Hịa, 2004). Đây là gen mã hóa tổng hợp protein NA - kháng nguyên bề mặt capsid của virus, có khối lượng phân tử khoảng 50.103 Daton.
Phân đoạn 7 (gen M) có kích thước 1027 bp mã hóa cho protein đệm
(matrix protein - M) của virus. Có khoảng 3000 phân tử MP trên bề mặt capsid của virus. Protein M1 là protein nền, là thành phần chính của virus có chức năng bao bọc RNA tạo nên phức hợp RNP và tham gia vào quá trình "nảy chồi" của virus. Protein M2 là chuỗi polypeptide bé, có khối lượng phân tử là 11.103 Da, là protein chuyển màng - kênh ion cần thiết cho khả năng lây nhiễm của virus, chịu trách nhiệm “cởi áo” virus, trình diện hệ gen ở bào tương tế bào chủ trong quá trình xâm nhiễm trên vật chủ (Luong and Palese, 1993; Murphy and Webster, 1996; Basler, 2007).
Phân đoạn 8 (gen NS), là gen mã hóa protein khơng cấu trúc (non structural
protein), có độ dài ổn định nhất trong hệ gen mã của virus cúm A, kích thước khoảng 890 bp, mã hóa tổng hợp hai protein là NS1 và NS2, có vai trị bảo vệ hệ gen của virus.
19
khơng có gen mã hóa enzyme sửa chữa RNA, tạo điều kiện thuận lợi cho sự xuất hiện các đột biến điểm trong các phân đoạn gen/hệ gen qua quá trình sao chép nhân lên của virus, hoặc trao đổi các phân đoạn gen giữa các chủng virus cúm đồng nhiễm trên cùng một tế bào, rất có thể dẫn đến thay đổi tính kháng nguyên tạo nên chủng virus cúm A mới (Suarez and Schultz-Cherry, 2000).
Hình 2.8. Cấu trúc hệ gen của virus cúm type A
Nguồn: Murphy and Webster (1996)