Retroviridae

Retroviridae Diagram over sektionen af ​​et hiv . Klassificering i henhold til ICTV

Kongerige	Riboviria
Reger	Pararnavirae
Afdeling	Artverviricota
Klasse	Revtraviricetes
Bestille	Ortervirales

Familie

Retroviridae
ICTV 1975

Genrer med lavere rang

underfamilier og slægter  :

• Orthoretrovirinae
  • Alpharetrovirus
  • Betaretrovirus
  • Gammaretrovirus
  • Deltaretrovirus
  • Epsilonretrovirus
  • Lentivirus
• Spumaretrovirinae
  • Spumavirus

The Retroviridae (retrovirus) er en familie af vira, der omfatter følgende underfamilier  : Orthoretrovirinae (en) og Spumaretrovirinae  (en) . De er positive polaritet enkeltstrengede RNA- vira, der inficerer hvirveldyr . De skelnes især ved tilstedeværelsen af ​​et viralt enzym : omvendt transkriptase (TI eller RT for omvendt transkriptase ), som retranskriberer deres genom fra RNA til DNA for derefter at blive integreret i genomet afvært celle . IT har den særlige karakter at lave fejl relativt let, hvilket betyder, at nogle retrovira har en stor genetisk variation. Den Retroviridae har en stærk onkogen magt .

Den humane immundefektvirus (HIV), der er ansvarlig for AIDS , er et retrovirus. På grund af dets store variation er det meget vanskeligt for forskere at udvikle en vaccine, fordi transmembranglykoproteinerne i viruskappen (GP120 og GP41) konstant muteres.

Morfologi

De er omsluttede vira fra 110 til 125  nanometer . Deres kuvert kommer fra den sidst inficerede celle, fordi spredning sker ved spirende. Det er beriget med specifikke kappeproteiner kodet af virusets env- gen . Omkring RNA er kapsidet. Den genomet er diploid , de to enkeltstrenge af RNA er forbundet af hydrogenbroer ved deres 5 'ende.

For at være i stand til at integrere i værtscellens genom og syntetisere dets virale proteiner via det cellulære maskineri, der er dobbeltstrenget, vil revers transkriptase syntetisere de anden manglende strenge for at give DNA og ikke længere RNA. Da RNA-strengen er enkeltstrenget, forekommer der ofte transkriptionsfejl (der er ingen mulig kontrol under anvendelse af det komplementære nukleotid); mens nogle resulterer i uproduktivt DNA, er andre levedygtige og genererer mutanter, som muligvis kan variere i deres antigene signatur. Denne store variation gør vaccination vanskelig.

Organisering af genomet

Den genomet er opdelt i forskellige regioner, der hver har en veldefineret rolle. Orienteret fra 5 'til 3':

• R-sekvensen: dette er en gentagen sekvens, der tjener til at danne den første negative DNA- fiber ved at tillade det første replikative spring.
• U5: en unik region, der spiller en rolle i afslutningen af viral RNA- syntese .
• Leder sekvens  : den indeholder 2 dele:
  • SD: donorstedet for splejsning for RNA- subgenomisk.
  • Ψ: emballagesignalet for det genomiske RNA , det vil sige emballagen.
• PBS: for primerbindingsstedet , er primerbindingsstedet for syntesen af den komplementære DNA-streng af TI. PBS er forbundet med et tRNA.

Følg derefter de tre strukturelle gener :

• gag: (for gruppespecifikke antigener ) koder dette gen virussets strukturelle polyprotein indeholdende matrix (MA), capsid (CA) og nucleocapsid (NC) domænerne;
• pol: (for polymerase ) koder dette gen for omvendt transkriptase , integrase, som muliggør integration af viralt dobbeltstrenget DNA i cellulært DNA, en protease, der spalter gag- og pol-domænerne under modning, en endonuklease og en RNase H  ;
• env: (for kuvert ) denne gen koder kuvert proteiner , de spikler.

Endelig den sidste region:

• PBS: Dette er primerbindingsstedet for syntese af den positive DNA-streng ved hjælp af TI.
• U3: indeholder promotoren og forstærkeren til transkription af genomet såvel som polyadenyleringssignalet fra RNA.
• R sekvens

Retro-elementer

De er en af ​​motorerne i biodiversitet gennem deres transponeringsegenskaber. Retrovira er et specielt tilfælde med en "transponering", som i dette tilfælde spreder en infektion fra cellen, der er trængt ind af virussen, til nærliggende celler og organer.

Et retrotransposon kan omdannes til et infektiøst middel ved erhvervelse af et kappeglycoprotein ("  kappefangst  "), hvilket har tilladt udseendet af infektiøse retrovirus fra pattedyr. Disse optagelser ville forklare de nære relationer mellem Env- proteiner (kappeproteiner) af forskellige retrovira, der er fylogenisk fjernt. Forståelse af disse retrovirale "etymologier" er nødvendig for at etablere fylogenien af ​​retrovira og patofysiologien af ​​de infektioner, de frembringer, og måske til opdagelsen af ​​nye retroelementer.

Onkogenese

Nogle retrovira har også et onkogen . Dette onkogen koder for et transformationsprotein. Dette protein giver vira en stærk transformerende kraft, der giver dem mulighed for at inducere tumorer meget hurtigt (et par uger) efter infektion. Onkogene proteiner kan være af forskellige typer:

• proteiner involveret i enzymatisk aktivitet:

pp60 src (RSV) er en membranproteinkinase, der regulerer funktionen af ​​mange proteiner.

• analoger af cellevækstfaktorer eller deres receptorer:
  • Sis: en muteret analog af PDGF, Sis binder til PDGF-receptoren.
  • Erb: muteret analog af EGF-receptoren.
• GTP-bindende proteiner:

Ras (aktiverer MAP Kinase-stien)

• proteiner med nuklear aktivitet:

Myc, Myb, Fos er transkriptionsfaktorer involveret i celleproliferation.

Klassifikation

Vi klassificerer retrovira i to hovedkategorier:

• eksogene retrovira , som ikke er naturligt til stede i kroppen, og som derfor har brug for at inficere den for at udføre deres replikationscyklus og således producere virioner;
• de endogene retrovira , hvis genetiske materiale er til stede inden for organismen, men som normalt ikke udtrykkes .

Eksogen

Kun eksogene retrovira klassificeres formelt af den internationale komité for taxonomi af vira (ICTV) og er grupperet i to underfamilier:

• orthoretrovirinae
• spumaretrovirinae

Disse to underfamilier inkluderer i alt syv slægter: Alpharetrovirus , Betaretrovirus , Gammaretrovirus , Deltaretrovirus , Epsilonretrovirus , Lentivirus og Spumavirus .

Ifølge deres infektiøse aspekt klassificeres retrovira i tre kategorier:

• de fem ældste kendte slægter af retrovirus (alle dem, der tilhører underfamilien orthoretrovirinae undtagen lentivira ) inducerer leukæmi og kræft i inficerede organismer, de er onkogene og kaldes også oncovirus  ;
• de lentivira , som omfatter HIV, sædvanligvis ødelægge cellerne, de inficerer, er de cytopatiske;
• indtil videre kendes ingen sygdom induceret af spumavirus .

Endogen

DNA'et fra alle arter, inklusive pattedyr, indeholder virale genomer, der er efterladt af vira, muligvis fra infektion i kimceller og derefter duplikeret med DNA fra generation til generation. Disse endogene retrovira kan være til stede i meget stort antal i genomerne, hvor de er til stede i flere kopier. De hører til det, der kaldes spredte gentagelser . Det humane genom indeholder ca. 450.000 kopier af endogene retrovirus, mere eller mindre slettet eller muteret siden deres indsættelse i den humane kimlinje.

Ekspressionen af ​​endogene retrovirusgener hæmmes normalt af et specialiseret protein kaldet “  KAP1  ” fra starten af ​​embryogenesen. Undersøgelsen af ​​endogene retrovirus er et medicinsk problem, fordi de kan være kilden til forskellige sygdomme (herunder kræft), når deres genom udtrykkes, på trods af den naturlige beskyttelse, der blev indført under evolutionen.

Historie

Fra starten blev den onkogene karakter af retrovirus observeret. Således i 1908 , den aviær leukæmi virus blev (ALV) overføres fra én kylling til et andet af danskerne Vilhelm Ellerman og Oluf Bang efter overførsel inficeret væv. I 1911 var det Peyton Rous 'tur til at fremhæve Rous sarkomvirus (RSV), som i modsætning til ALV inducerer en tumor et par uger efter infektion mod flere måneder for ALV.

Men det vil tage mere end fyrre år at observere et retrovirus hos pattedyr med opdagelsen af den murine leukæmivirus (MLV) i 1957 af Ludwig Gross og endelig 1981 for opdagelsen af HTLV-1 af Robert Gallo , hvilket gør denne virus til den første humant retrovirus identificeret. Meget hurtigt blev andre vira identificeret: HTLV-2 i 1982 og især HIV i 1983 .

Opdagelsen af ​​sidstnævnte og den pandemi, vi har kendt siden, har fået offentlige og private forskningsinstitutioner såvel som medicinalindustrien til at gøre retrovira til de mest undersøgte vira i verden. En ny klasse af antivirale lægemidler er blevet udviklet til at tackle retrovirusens særegenheder og inkluderer således dem, der kaldes antiretrovirale stoffer .

Perspektiv for videnskabelig forskning

Genetiske manipulationer har vist, at retrovira kan bruges til at bringe specifikke gener ind i en human celle . De forskere håber på denne måde at introducere de gener, som de mangler i DNA'et af mennesker med arvelige genetiske mangler. Vi kunne således positivt inficere en menneskelig organisme og helbrede den mod genetiske sygdomme . En komplet beherskelse af disse teknikker kunne på lang sigt gøre det muligt at genindføre de mangelfulde gener, der er fælles for den menneskelige art, i det humane genom , såsom dem, der tillader syntese af visse vitaminer ( vitamin C for eksempel), essentielle aminosyrer og essentielle fedtsyrer . Disse næringsstoffer skal i øjeblikket leveres af mad .

Der er utvivlsomt et grundlæggende bioetisk spørgsmål til regulering af disse manipulationer.

Noter og referencer

1. ICTV. Den Internationale Komité for Taxonomi af Virus. Taxonomi historie. Udgivet på Internettet https://talk.ictvonline.org/., Adgang til 25. januar 2021
2. (da) John M. Coffin , Stephen H. Hughes og Harold E. Varmus , "Strukturelle klasser af retroelementer og replikeringsstrategier" , i Retroviruses , Cold Spring Harbour Laboratory Press,1997( ISBN  0-87969-571-4 , læs online )
3. (in) Familie  : Retroviridae , ifølge den internationale komité for virataksonomi .
4. (in) International Human Genome Sequencing Consortium , "  Indledende sekventering og analyse af det humane genom.  » , Nature , bind.  409,2001, s.  820-921 ( PMID  11237011 ).
5. Helen M. Rowe, Johan Jakobsson, Daniel Mesnard, Jacques Rougemont, Séverine Reynard, Tugce Aktas, Pierre V. Maillard, Hillary Layard-Liesching, Sonia Verp, Julien Marquis, François Spitz, Daniel B. Constam & Didier Trono; KAP1 styrer endogene retrovirus i embryonale stamceller  ; Natur 463, 237-240; 14. januar 2010; doi: 10.1038 / nature08674.
6. Under ledelse af Jean-Marie Huraux, traktaten om medicinsk virologi , Paris, Éditions Estem,2003, 699  s. ( ISBN  2-84371-203-3 ) , s.  83.

Biologiske referencer

• (en) ICTV - reference  : Retroviridae (hørt om25. januar 2021)

Bibliografi

• (en) Retrovira , på National Center for Biotechnology Information (NCBI) websted
• (en) John M. Coffin , Stephen H. Hughes og Harold E. Varmus , "Strukturelle klasser af retroelementer og replikeringsstrategier" , i Retrovirus , Cold Spring Harbor Laboratory Press,1997( ISBN  0-87969-571-4 , læs online )