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| 二本鎖RNAウイルス | |
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| ロタウイルスの電子顕微鏡写真。バー = 100 nm | |
| ウイルスの分類 | |
| グループ： | グループ III (dsRNA)
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| 界: 門: 綱 | |
二本鎖RNAウイルス（dsRNAウイルス）は、リボ核酸でできた二本鎖ゲノムを持つ多系統のウイルス群です。二本鎖ゲノムは、ウイルスRNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRp） によってテンプレートとして使用され、プラス鎖RNAをメッセンジャーRNA（mRNA）として転写し、宿主細胞のリボソームでウイルスタンパク質に変換されます。プラス鎖RNAはRdRpによって複製され、新しい二本鎖ウイルスゲノムを作成することもできます。[1]
dsRNAウイルスの特徴は、カプシド内でdsRNAセグメントの転写を行う能力であり、必要な酵素はウイルス粒子構造の一部である。[2]
二本鎖RNAウイルスは、オルソナウイルス界とリボウイルス界に属するデュプロナウイルス門とピスウイルス門（デュプロピウイルス綱）の2つの門に分類される。この2つの門は共通のdsRNAウイルス祖先を共有していないが、プラス鎖RNAウイルスから2回に分けて二本鎖を進化させた。ボルチモア分類システムでは、dsRNAウイルスはグループIIIに属する。[3]
ウイルスグループのメンバーは、宿主域（動物、植物、真菌、細菌）、ゲノムセグメント数（1～12）、およびウイルス粒子構成（T数、カプシド層、またはタレット）において多岐にわたります。二本鎖RNAウイルスには、幼児の胃腸炎の一般的な原因として世界的に知られているロタウイルスや、牛や羊の経済的に重要な病原体であるブルータングウイルスが含まれます。レオウイルス科は、宿主域の点で最大かつ最も多様なdsRNAウイルス科です。[2]
分類
dsRNAウイルスには、デュプロナウイルス門と、ピスウイルス門に属するデュプロピウイルス綱の2つの系統群が存在する。どちらもリボウイルス科オルソナウイルス界に含まれる。RdRpの系統解析に基づくと、2つの系統群は共通のdsRNA祖先を共有しておらず、代わりに異なるプラスセンス一本鎖RNAウイルスから別々に派生したものである。ボルチモア分類システムでは、ウイルスをmRNA合成方法に基づいてグループ化しており、dsRNAウイルスはグループIIIである。[3] [4]
デュプロルナビリコタ
デュプロルナウイルス門には、多様な真核生物に感染するレオウイルスや、原核生物に感染することが知られている唯一のdsRNAウイルスであるシストウイルスなど、ほとんどのdsRNAウイルスが含まれます。RdRpとは別に、デュプロルナウイルス門のウイルスは、擬似T = 2格子上に編成されたカプシドタンパク質のホモまたはヘテロダイマー60個を含むイコサヘドロンカプシドも共有しています。この門は、主に真菌および原生動物ウイルスを含むクリモティウイルス門、レオウイルスを含むレセントウイルス門、およびシストウイルスを含むビダベルウイルス門の3つの綱に分けられます。 [3] [4]
デュプロピビリセテス
デュプロピウイルス綱はdsRNAウイルスの2番目の系統で、プラス鎖一本鎖RNAウイルスも含まれるピスウイルス門に属します。デュプロピウイルス綱には主に植物ウイルスと真菌ウイルスが含まれ、アマルガウイルス科、ヒポウイルス科、パルティティウイルス科、ピコビルナウイルス科の4つの科が含まれます。[3] [4]
選択された種に関する注記
レオウイルス科
レオウイルス科は現在 9 つの属に分類されています。これらのウイルスのゲノムは 10 ～ 12 個のdsRNAセグメントで構成され、各セグメントは通常 1 つのタンパク質をコードしています。成熟したウイルス粒子はエンベロープを持ちません。複数のタンパク質によって形成されるカプシドは正二十面体対称で、通常同心円状の層に配列されています。
オルソレオウイルス
オルソレオウイルス（レオウイルス）は、レオウイルス科ウイルスの原型であり、属の約半数を占める砲塔型ウイルスの代表である。この科の他のウイルスと同様に、レオウイルスはエンベロープを持たず、分節されたdsRNAゲノムを包む同心円状のカプシド殻を特徴とする。特に、レオウイルスは8つの構造タンパク質と10のdsRNAセグメントを持つ。一連の脱殻段階と構造変化が細胞侵入と複製に伴って起こる。哺乳類レオウイルス（MRV）のほぼすべてのタンパク質について高解像度の構造が知られており、最も研究されている遺伝子型である。電子クライオ顕微鏡（cryoEM）とX線結晶構造解析により、2つの特定のMRV株、タイプ1 Lang（T1L）とタイプ3 Dearing（T3D）に関する豊富な構造情報が得られている。[5]
サイポウイルス
細胞質多角体ウイルス (CPV) は、レオウイルス科のCypovirus属を形成します。CPV は、ゲノムセグメントの電気泳動プロファイルに基づいて 14 種に分類されます。Cypovirus には、オルソレオウイルスの内核に似た単一のカプシド殻しかありません。CPV は、驚くほどのカプシド安定性を示し、内因性 RNA 転写および処理が完全に可能です。CPV タンパク質の全体的なフォールドは、他のレオウイルスのものと似ています。ただし、CPV タンパク質には、広範な分子間相互作用に寄与する挿入ドメインと独自の構造があります。CPV タレットタンパク質には、高度に保存されたヘリックスペア/βシート/ヘリックスペアサンドイッチフォールドを持つ2 つのメチラーゼドメインが含まれていますが、オルソレオウイルスλ2に存在する β バレルフラップはありません。タレットタンパク質の機能ドメインの積み重ねと、mRNA放出経路に沿った狭窄部とAスパイクの存在は、細孔とチャネルを使用してRNAの転写、処理、放出の高度に調整されたステップを制御するメカニズムを示唆しています。[6]
ロタウイルス
ロタウイルスは、世界中で乳幼児の急性胃腸炎の最も一般的な原因です。このウイルスはdsRNAゲノムを含み、レオウイルス科に属します。ロタウイルスのゲノムは11のdsRNAセグメントで構成されています。各ゲノムセグメントは、セグメント11を除いて1つのタンパク質をコードしています。セグメント11は2つのタンパク質をコードしています。12のタンパク質のうち、6つは構造タンパク質で、6つは非構造タンパク質です。[7] これは、エンベロープを持たない二本鎖RNAウイルスです。
ブルータングウイルス
レオウイルス科オルビウイルス属のメンバーは、節足動物媒介ウイルスであり、反芻動物の罹患率と死亡率の高さの原因となっています。家畜（羊、山羊、牛）に病気を引き起こすブルータングウイルス（BTV）は、過去30年間、分子研究の最前線にあり、現在では分子レベルと構造レベルで最もよく理解されているオルビウイルスです。BTVは、この科の他のメンバーと同様に、7つの構造タンパク質と10のさまざまなサイズのdsRNAセグメントからなるRNAゲノムを持つ複雑な非エンベロープウイルスです。[8] [9]
植物ウイルス
フィトレオウイルスは、特にアジアで主要な農業病原体である非砲塔型レオウイルスです。この科の1つであるイネ萎縮ウイルス（RDV）は、電子顕微鏡法とX線結晶構造解析によって広範囲に研究されてきました。これらの分析から、カプシドタンパク質の原子モデルとカプシドアセンブリの妥当なモデルが導き出されました。RDVの構造タンパク質は他のタンパク質と配列の類似性を共有していませんが、その折り畳みと全体的なカプシド構造は他のレオウイルス科のものと類似しています。[10]
サッカロミセス・セレビシエウイルス LA
酵母サッカロミセス・セレビシエのLA dsRNA ウイルスは、主要なコートタンパク質である Gag (76 kDa) と、-1 リボソームフレームシフトによって形成された Gag-Pol 融合タンパク質 (180 kDa) をコードする単一の 4.6 kb ゲノムセグメントを持っています。LA は、M dsRNA と呼ばれるいくつかのサテライト dsRNA のいずれかの複製と個別のウイルス粒子へのカプシド形成をサポートできます。各サテライト dsRNA は、分泌タンパク質毒素 (キラー毒素) とその毒素に対する免疫をコードしています。LA と M は、交配の過程で発生する細胞質混合によって細胞から細胞へと伝染します。どちらも自然に細胞から放出されることも、他のメカニズムによって細胞に入ることもありませんが、自然界での酵母の交配頻度が高いため、これらのウイルスは自然分離株で広く分布しています。さらに、哺乳類の dsRNA ウイルスとの構造的および機能的な類似性により、これらの実体をウイルスと見なすことが有用となっています。[11]
伝染性ファブリキウス嚢病ウイルス
伝染性ファブリキウス嚢病ウイルス(IBDV) は、ビルナウイルス科の中で最も特徴が明らかになっているウイルスである。これらのウイルスは、 T = 13l 形状の単層イコサヘドロンカプシドに囲まれた二分された dsRNA ゲノムを持つ 。IBDV は、レオウイルス科、シストウイルス科、およびトティウイルス科に共通するT = 1 (または疑似T = 2) コアを欠いている点を除き、他の多くのイコサヘドロン dsRNA ウイルスと機能戦略および構造的特徴を共有している。IBDV カプシドタンパク質は、ノダウイルスやテトラウイルスなどのプラス鎖一本鎖 RNA ウイルスのカプシドタンパク質や、レオウイルス科のT = 13 カプシドシェルタンパク質と相同性を示す構造ドメインを示す。 IBDV カプシドのT = 13 シェルは、前駆体 pVP2 から C 末端ドメインを除去することによって生成されるタンパク質である VP2 の三量体によって形成されます。pVP2 のトリミングは、成熟プロセスの一環として未熟粒子に対して行われます。もう 1 つの主要な構造タンパク質である VP3 は、T = 13 シェルの下にある多機能コンポーネントであり、pVP2 の固有の構造多型性に影響を及ぼします。ウイルスによってコード化された RNA 依存性RNA ポリメラーゼであるVP1 は、VP3 との関連を通じてカプシドに組み込まれます。VP3 は、ウイルスの dsRNA ゲノムとも広範囲に相互作用します。[12]
バクテリオファージΦ6
バクテリオファージ Φ6は、シストウイルス科の 1 つで、シュードモナス属細菌 (主に植物病原性のP. syringae ) に感染します。3 つの部分に分かれた分節型の二本鎖 RNA ゲノムを持ち、その長さは合計で約 13.5 kb です。Φ6 とその類似体は、バクテリオファージの中では珍しい特徴として、ヌクレオカプシドの周囲に脂質膜を持っています。これは溶解性ファージですが、特定の状況下では溶解が遅れることが観察されており、これは「キャリア状態」と表現されることがあります。[13]
抗ウイルス薬
細胞は通常の核酸代謝中に二本鎖RNAを生成しないため、自然選択により接触するとdsRNAを破壊する酵素の進化が促進された。このタイプの酵素で最もよく知られているのはダイサーである。二本鎖RNAウイルスのこの脆弱性を利用した広範囲の抗ウイルス剤が合成されることが期待されている。[14]
参照
参考文献
- ^ 「二本鎖RNAウイルスの複製」。ViralZone。スイスバイオインフォマティクス研究所。 2020年8月6日閲覧。
- ^ abcd Koonin EV、Dolja VV、Krupovic M、Varsani A、Wolf YI、Yutin N、Zerbini M、Kuhn JH (2019年10月18日)。「リボビリア属のすべての主要な分類上のランクを満たすメガ分類の枠組みを作成する」(docx)。国際ウイルス分類委員会 (ICTV) 。 2020年8月15日閲覧。
- ^ abc ウルフ YI、カズラウスカス D、イランゾ J、ルチア＝サンツ A、クーン JH、クルポビッチ M、ドルジャ VV、クーニング EV (2018 年 11 月 27 日)。 「グローバルRNAウイルスの起源と進化」。mBio。9 (6): e02329-18。土井：10.1128/mBio.02329-18。PMC 6282212。PMID 30482837。
- ^ Dryden KA、Coombs KM、Yeager M (2008)。「第1章：オルソレオウイルスの構造」。Patton 2008。Caister Academic Press。pp. 3– 。ISBN 9781904455219。
- ^ Z. ホン・ジョウ (2008). 「第2章：サイポウイルス」。パットン 2008。カイスター・アカデミック・プレス。 27ページ–。ISBN 9781904455219。
- ^ Xiaofang Jiang、Crawford SE、Estes MK、Prasad BV (2008)。 「第 3 章: ロタウイルスの構造」。パットン 2008。カイスター・アカデミック・プレス。 45ページ–。ISBN 9781904455219。
- ^ Roy P (2008). 「ブルータングウイルスとそのタンパク質の構造と機能」。分節二本鎖RNAウイルス：構造と分子生物学。Caister Academic Press。ISBN 978-1-904455-21-9。
- ^ メッテンライター T、ソブリノ F、編。 （2008年）。動物ウイルス: 分子生物学。カイスターアカデミック。ISBN 978-1-904455-22-6。
- ^ Baker ML、Z. Hong Zhou、Wah Chiu (2008)。「第5章：ファイトレオウイルスの構造」。Patton 2008。Caister Academic Press。pp. 89– 。ISBN 9781904455219。
- ^ Wickner, et al. (2008). 「酵母dsRNAウイルスLAは哺乳類dsRNAウイルスコアに似ている」。分節二本鎖RNAウイルス：構造と分子生物学。Caister Academic Press。ISBN 978-1-904455-21-9。
- ^ Castón JR、Rodríguez JF、Carrascosa JL (2008)。「伝染性ファブリキウス嚢病ウイルス (IBDV): T=1 コアを欠く T=13 カプシドを持つ分節型二本鎖 RNA ウイルス」。Patton 2008。Caister Academic Press。pp. 133– 。ISBN 9781904455219。
- ^ Koivunen MR、Sarin LP、Bamford DH (2008)。「第 14 章: dsRNA バクテリオファージ Φ6 の RNA 依存性 RNA ポリメラーゼの構造と機能に関する考察」。Patton 2008。Caister Academic Press。pp. 239– 。ISBN 9781904455219。
- ^ Rider TH、Zook CE、Boettcher TL、Wick ST、Pancoast JS、Zusman BD (2011)。Sambhara S (ed.)。「広域スペクトル抗ウイルス治療薬」。PLoS ONE。6 ( 7 ): e22572。Bibcode : 2011PLoSO ...622572R。doi : 10.1371 /journal.pone.0022572。PMC 3144912。PMID 21818340。...二本鎖RNA ( dsRNA )活性化カスパーゼオリゴメリザー ( DRACO ) と呼ば れる
新しい広域スペクトル抗ウイルスアプローチ...
文献
- Patton JT 編 (2008)。分節二本鎖 RNA ウイルス: 構造と分子生物学。Caister Academic。ISBN 978-1-904455-21-9。