Paramyxoviridae (от греч. para- «рядом с» и myxa « слизь ») — семейство вирусов с отрицательной цепью РНК в порядке Mononegavirales . [1] [2] Позвоночные служат естественными хозяевами. [3] Заболевания, связанные с этим семейством, включают корь , эпидемический паротит и инфекции дыхательных путей . [4] Семейство имеет четыре подсемейства, 17 родов, три из которых не отнесены к подсемейству, и 78 видов. [5]
Вирионы имеют оболочку и могут быть сферическими или плеоморфными и способны производить нитевидные вирионы. Диаметр составляет около 150 нм. Геномы линейные, около 15 кб в длину. [6] [1] Белки слияния и белки прикрепления появляются в виде шипов на поверхности вириона. Матричные белки внутри оболочки стабилизируют структуру вируса. Ядро нуклеокапсида состоит из геномной РНК, белков нуклеокапсида, фосфопротеинов и белков полимеразы.
Геном представляет собой несегментированную, отрицательно-полярную РНК длиной 15–19 килобаз и содержит от шести до 10 генов. Экстрацистронные (некодирующие) области включают:
Каждый ген содержит сигналы начала/остановки транскрипции в начале и конце, которые транскрибируются как часть гена.
Последовательность генов в геноме сохраняется во всем семействе из-за явления, известного как транскрипционная полярность (см. Mononegavirales ), при котором гены, расположенные ближе всего к 3'-концу генома, транскрибируются в большем количестве, чем те, что ближе к 5'-концу. Это является результатом структуры генома. После того, как каждый ген транскрибирован, РНК-зависимая РНК-полимераза останавливается, чтобы высвободить новую мРНК, когда она сталкивается с межгенной последовательностью. Когда РНК-полимераза останавливается, существует вероятность, что она диссоциирует от РНК-генома. Если она диссоциирует, она должна повторно войти в геном в лидерной последовательности, а не продолжать транскрибировать длину генома. Результатом является то, что чем дальше гены ниже по течению от лидерной последовательности, тем меньше они будут транскрибироваться РНК-полимеразой.
Доказательства в пользу модели с одним промотором были подтверждены, когда вирусы подвергались воздействию УФ-излучения. УФ-излучение может вызывать димеризацию РНК, что предотвращает транскрипцию РНК-полимеразой. Если вирусный геном следует модели с несколькими промоторами, уровень ингибирования транскрипции должен коррелировать с длиной гена РНК. Однако геном лучше всего описывался моделью с одним промотором. Когда геном парамиксовируса подвергался воздействию УФ-излучения, уровень ингибирования транскрипции был пропорционален расстоянию от лидерной последовательности. То есть, чем дальше ген находится от лидерной последовательности, тем больше вероятность того, что димеризация РНК ингибирует РНК-полимеразу.
Вирус использует модель с одним промотором, располагая свои гены в относительном порядке белка, необходимого для успешного инфицирования. Например, нуклеокапсидный белок N необходим в больших количествах, чем РНК-полимераза L.
Вирусы семейства Paramyxoviridae также антигенно стабильны, что означает, что гликопротеины вирусов одинаковы у разных штаммов одного типа. Выдвигаются две причины этого явления: во-первых, геном не сегментирован, поэтому не может подвергаться генетической реассортации . Для того чтобы этот процесс произошел, сегменты, необходимые для реассортации, происходят, когда сегменты из разных штаммов смешиваются вместе, чтобы создать новый штамм. Без сегментов ничто не может смешиваться друг с другом, поэтому антигенного сдвига не происходит. Вторая причина связана с идеей антигенного дрейфа . Поскольку РНК-зависимая РНК-полимераза не имеет функции проверки ошибок, при обработке РНК происходит много мутаций. Эти мутации накапливаются, и в конечном итоге создаются новые штаммы. Из-за этой концепции можно было бы ожидать, что парамиксовирусы не должны быть антигенно стабильными; однако, как представляется, верно обратное. Основная гипотеза, объясняющая, почему вирусы антигенно стабильны, заключается в том, что каждый белок и аминокислота выполняют важную функцию. Таким образом, любая мутация приведет к снижению или полной потере функции, что в свою очередь приведет к снижению эффективности нового вируса. Эти вирусы не смогут выживать так долго по сравнению с более вирулентными штаммами и поэтому вымрут.
Многие геномы парамиксовирусов следуют «правилу шести» . Общая длина генома почти всегда кратна шести. Вероятно, это связано с преимуществом связывания всей РНК белком N (поскольку N связывает гексамеры РНК). Если РНК остается открытой, вирус не может эффективно реплицироваться. Последовательность гена:
Репликация вируса цитоплазматическая . Проникновение в клетку-хозяина достигается путем прикрепления вируса к клетке-хозяину. Репликация и транскрипция следуют моделям вируса с отрицательной цепью РНК . [7] Трансляция происходит путем сканирования утечки, рибосомного шунтирования и терминации-реинициации РНК. Вирус покидает клетку-хозяина путем почкования. Позвоночные, включая людей и птиц, служат естественными хозяевами. Путь передачи — частицы, переносимые по воздуху. [1]
Paramyxoviridae способны подвергаться редактированию мРНК, которое производит различные белки из одного и того же транскрипта мРНК, проскальзывая на одно основание назад, чтобы считывать в другой открытой рамке считывания ( ORF ) из-за наличия вторичных структур, таких как псевдоузлы. Paramyxoviridae также подвергаются транскрипционному заиканию, чтобы производить поли (A)-хвост в конце транскриптов мРНК, многократно перемещаясь назад на один нуклеотид за раз в конце шаблона РНК. [8] [9]
Семейство: Paramyxoviridae [5]
Парамиксовирусы вызывают ряд важных заболеваний человека. К ним относятся свинка , а также корь , которая в 2022 году унесла около 136 200 жизней. [11]
Вирусы парагриппа человека (HPIV) являются второй по частоте причиной заболеваний дыхательных путей у младенцев и детей. Существует четыре типа HPIV, известные как HPIV-1, HPIV-2, HPIV-3 и HPIV-4. HPIV-1 и HPIV-2 могут вызывать симптомы, похожие на простуду, а также круп у детей. HPIV-3 связан с бронхиолитом , бронхитом и пневмонией . HPIV-4 встречается реже, чем другие типы, и, как известно, вызывает легкие и тяжелые заболевания дыхательных путей. [12]
Парамиксовирусы также вызывают ряд заболеваний у других видов животных, например , вирус собачьей чумы ( у собак ), вирус чумы плотоядных ( у тюленей ), морбилливирус китообразных ( у дельфинов и морских свиней ), вирус болезни Ньюкасла ( у птиц ) и вирус чумы крупного рогатого скота ( у крупного рогатого скота ).
Некоторые парамиксовирусы, такие как хенипавирусы , являются зоонозными патогенами, встречающимися в природе в организме животного-хозяина, но также способными инфицировать людей. Вирус Хендра и вирус Нипах из рода Henipavirus появились у людей и домашнего скота в Австралии и Юго-Восточной Азии . Оба вируса заразны , высоковирулентны и способны инфицировать ряд видов млекопитающих и вызывать потенциально смертельные заболевания. Из-за отсутствия лицензированной вакцины для человека (вакцина против вируса Хендра существует для лошадей) или противовирусной терапии вирус Хендра и вирус Нипах обозначены как агенты 4-го уровня биологической безопасности (BSL) . Геномная структура обоих вирусов является типичной для парамиксовируса. [13]
За последние несколько десятилетий [ когда? ] парамиксовирусы были обнаружены у наземных, летающих и водных животных, демонстрируя широкий спектр хозяев и большое генетическое разнообразие вирусов. По мере развития молекулярных технологий и внедрения программ вирусного надзора увеличивается число новых вирусов в этой группе. [4]
Эволюция парамиксовирусов все еще обсуждается. Используя пневмовирусы (мононегавирусное семейство Pneumoviridae ) в качестве внешней группы, парамиксовирусы можно разделить на две клады: одну, состоящую из авулавирусов и рубулавирусов , и одну, состоящую из респировирусов , генипавирусов и морбилливирусов . [14] Внутри второй клады респировирусы, по-видимому, являются базальной группой. Клада респировирус-генипавирус-морбилливирус может быть базальной по отношению к кладе авулавирус-рубулавирус.
