Вирус деформированного крыла ( DWV ) представляет собой РНК-вирус , один из 22 известных вирусов, поражающих медоносных пчел . Хотя чаще всего он заражает медоносную пчелу Apis mellifera , он также был зарегистрирован и у других видов пчел, таких как Bombus terrestris , [1] , что указывает на то, что он может иметь более широкую специфичность хозяина, чем предполагалось ранее. Вирус был впервые выделен из образца медоносных пчел с симптомами заболевания из Японии в начале 1980-х годов и в настоящее время распространен по всему миру. Он также встречается в корзинах с пыльцой и у шмелей, выращиваемых в коммерческих целях. [2] Основным переносчиком A. mellifera является клещ Варроа . [3] Он назван в честь того, что обычно является наиболее очевидной деформацией, которую он вызывает в развитии куколки медоносной пчелы, у которой сморщенные и деформированные крылья, но часто присутствуют и другие деформации развития.
Вирусный геном был опубликован в 2006 году. [4] Длина генома составляет 10140 нуклеотидов, исключая поли(А)-хвост, и содержит одну большую открытую рамку считывания , кодирующую полипротеин массой 328 кДа. 5' центральной кодирующей последовательности представляет собой нетранслируемую лидерную последовательность из 1144 нуклеотидов (UTR). 3'-кодирующая последовательность представляет собой нетранслируемую область из 317 нуклеотидов, за которой следует поли(А)-хвост.
Геном состоит из 29,5% аденозина , 15,8% цитозина , 22,4% гуанина и 32,3% урацила . Анализ использования кодонов выявил 39,5% урацила и 26,8% аденозина в третьем положении основания. Существует три основных структурных белка — VP1 (44 кДа), VP2 (32 кДа) и VP3 (28 кДа). Они лежат в N-концевой части полипротеина. С-концевая часть полипротеина содержит мотивы последовательности, типичные для хорошо охарактеризованных неструктурных белков пикорнавируса: РНК-хеликазу, химотрипсиноподобную протеазу 3С и РНК-зависимую РНК-полимеразу.
VP1 кодируется между кодонами 486–880, а VP3 находится между кодонами 913 и 1063. Границы VP2 не так четко определены, но он кодируется на 5'-конце VP1. Между кодонами 464 и 486 может быть небольшой белок (VP4), но его присутствие в геноме не подтверждено.
С 5'-конца от VP2 находится очень изменчивый лидерный пептид (L-белок). Несмотря на то, что он занимает 7,3% полипротеина, он отвечает за от 26,2% до 33,3% вариаций, обнаруженных между Iflaviridae. Он может участвовать в ингибировании кэп-зависимой трансляции мРНК хозяина и стимуляции активности сайта проникновения внутренней рибосомы вируса.
VPg, небольшой белок (23 аминокислоты), общий для многих РНК-вирусов, отвечает за стабилизацию 5'-конца геномной РНК для репликации и трансляции. Предполагаемый VPg присутствует между положениями нуклеотидов 2093 и 2118 непосредственно у 5'-конца 3C-протеазы. Присутствие самого белка в вироне еще не подтверждено.
Домены геликазы A, B и C находятся между кодонами 1460 и 1575. Домены протеазы 3C охватывают кодоны с 2183 по 2327. Обычные восемь доменов RdRp расположены между кодонами 2493 и 2828.
Структура генома
5'UTR-L-VP2-(VP4)-VP1-VP3-РНК-хеликаза-(VPg)-3C протеаза-РНК-зависимая РНК-полимераза-3'UTR
Предполагаемые белки VP4 и VPg отмечены здесь круглыми скобками. Если VPg присутствует в геноме, его копия будет связана с 5'-концом генома РНК.
Вирион представляет собой икосаэдрическую частицу размером 30 нм, состоящую из одной положительноцепочечной РНК-генома и трех основных структурных белков.
Вирус концентрируется в головах и брюшке инфицированных взрослых пчел, а титры в грудной клетке значительно снижены. Геном выявляют с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой в голове, грудной клетке, брюшке и крыльях инфицированных пчел. Только ноги лишены вируса.
Предполагается, что вирус деформации крыльев (DWV) вызывает деформации крыльев и брюшной полости, часто встречающиеся у взрослых медоносных пчел в семьях, зараженных клещами Варроа . [3] Эти симптомы включают поврежденные придатки, особенно короткие, бесполезные крылья, укороченный, округлый живот, изменение цвета и паралич ног и крыльев. У пчел с симптомами заболевания значительно сокращается продолжительность жизни (обычно менее 48 часов), и их обычно изгоняют из улья. Симптомы тесно коррелируют с повышенными титрами DWV и снижением титров у бессимптомных пчел из тех же семей. [5] Считается, что в отсутствие клещей вирус персистирует в популяциях пчел как скрытая инфекция, передающаяся орально между взрослыми особями (пчелами-кормилицами), поскольку вирус можно обнаружить в гипофарингеальных выделениях (маточное молочко) и расплоде, а также вертикально через яичники королевы и через сперму трутня. Вирус может реплицироваться в клеще, но это не точно.
Тяжелые симптомы инфекции DWV, по-видимому, связаны с заражением пчелиного улья Varroa destructor [3] , и исследования показали, что Varroa destructor содержит более высокие уровни вируса, чем обнаруживаются даже у сильно инфицированных пчел. Таким образом, V. destructor может быть не только концентрирующим вектором вируса, но также действовать как реплицирующийся инкубатор, усиливая и усиливая его воздействие на пчел и улей. Было продемонстрировано, что клещ Варроа вызывает увеличение частоты заражения вирусом деформированного крыла с 10 до 100 процентов. Это самый серьезный фактор уничтожения пчелиных семей во всем мире. [6] Было показано, что штамм DWV-B этого вируса особенно вирулентен и ответственен за зимнюю смертность колоний. [7] В регионах с умеренным климатом взрослые рабочие пчелы остаются в улье, окружающем матку, до следующей весны. За этот относительно длительный период в несколько месяцев вирусная нагрузка может возрасти у каждого работника до летального уровня. Если зимой от инфекции DWV умрет слишком много рабочих, семья не сможет стабилизировать температуру в улье, и вся колония может разрушиться.
Комбинация клещей и DWV может вызывать иммуносупрессию у пчел и повышенную восприимчивость к другим условно-патогенным микроорганизмам и считается значимым фактором расстройства коллапса колонии медоносных пчел . [8]
Вирус также может передаваться от матки к яйцу и через срыгиваемые источники пищи, но в отсутствие V. destructor это обычно не приводит к большому количеству деформированных пчел.
Сообщается также, что искусственное заражение этим вирусом вызывает специфический дефицит поведенческой пластичности медоносных пчел. [9] Медоносные пчелы более чувствительны к стимулам сахарозы через четыре дня после заражения. Кроме того, у инфицированных пчел наблюдаются нарушения парадигмы ассоциативного обучения во время обучения и в тесте на сохранение памяти через 2 часа и 24 часа после обучения. Вирус не повлиял на успеваемость в неассоциативных парадигмах обучения, таких как привыкание и сенсибилизация.
Другой вирус, вирус Какуго , имеет последовательность РНК, которая на 98% похожа на DWV. Считается подтипом вида DWV. [10] Он встречается только в грибных телах агрессивных пчел-охранников. [11] Пчелы, которые значительно поражены DWV, также имеют измеримые титры вируса в головах, в то время как пчелы, у которых нет симптомов, титры производят только в брюшной полости или грудной клетке.
