Humant bocavirus
| Humant bocavirus | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| (orankad): | Virus |
| Rike : | Monodnaviria |
| Rike: | Shotokuvirae |
| Provins: | Cossaviricota |
| Klass: | Quintoviricetes |
| Beställa: | Piccovirales |
| Familj: | Parvoviridae |
| Underfamilj: | Parvovirinae |
| Släkte: | Bocaparvovirus |
| Grupper ingår | |
|
|
| Kladistiskt inkluderade men traditionellt uteslutna taxa | |
|
Alla andra virus och stammar i arter:
|
|
Humant bocavirus ( HBoV ) är namnet på alla virus i släktet Bocaparvovirus av virusfamiljen Parvoviridae som är kända för att infektera människor. HBoV1 och HBoV3 (och gorilla bocaparvovirus) är medlemmar av arten Primate bocaparvovirus 1 medan virus HBoV2 och HBoV4 tillhör arterna Primate bocaparvovirus 2 . Vissa av dessa virus orsakar mänskliga sjukdomar. HBoV1 är starkt inblandad i att orsaka vissa fall av nedre luftvägsinfektion , särskilt hos små barn, och flera av virusen har kopplats till gastroenterit , även om den fullständiga kliniska rollen för denna framväxande infektionssjukdom återstår att klarlägga.
Historia
Allander och kollegor vid Karolinska Institutet i Stockholm, Sverige, klonade först den kodande sekvensen för denna nya medlem av familjen Parvoviridae 2005 från poolade nasofaryngeala aspirater (NPA, uppsamling av aspirerad vätska från baksidan av näshålan). De använde en ny teknik som kallas molekylär virusscreening, baserad på slumpmässig kloning och bioinformatisk analys. Denna teknik har lett till upptäckten av nya virus som polyomavirus KI (Karolinska Institutet) och WU (Washington University), som är nära besläktade med varandra och har isolerats från luftvägssekret.
Flera grupper av forskare har sedan dess funnit att HBoV är det fjärde vanligaste viruset i luftvägsprover, bakom rhinovirus , respiratoriskt syncytialvirus och adenovirus .
Namnet bocavirus härrör från bo vine och can nine, vilket syftar på de två kända värdarna för grundarna av detta släkte; bovint parvovirus som infekterar nötkreatur och småvirus från hundar som infekterar hundar. Parvovirus (latin: små virus) har ett 5 kilobas långt enkelsträngat DNA , och de använder en del av sin värds replikationsproteiner för att kopiera sitt DNA.
Virologi
Virionerna är små (diameter 18–26 nanometer ) , icosaedriska och icke hölje. Kapsiden har T = 1 symmetri och består av 60 kopior pälsprotein . Pälsproteinerna har ett konserverat, åtta-strängat beta-fat-motiv som utgör kärnan i kapsiden. Det finns också en bevarad alfahelix.
HBoV-kapsiden delar tre karakteristiska egenskaper som också finns i de andra ryggradsdjursparvovirusen: (1) en gropliknande fördjupning vid varje icosaedrisk 2-faldig axel; (2) ett stort trimeriskt utsprång vid eller omgivande varje 3-faldig axel; (3) en cylindrisk projektion som omger varje 5-faldig axel som omsluter en central kanal som förbinder insidan av partikeln med dess yttre och fungerar som ingångs- och utgångsportalen för viralt DNA. Denna 5-faldiga cylinder är i sig omgiven av en bred kanjon som liknar en fördjupning. Även om gropen också finns bland ryggradslösa parvovirus, saknar de vanligtvis de trefaldiga utsprången och kanjonen runt den femfaldiga kanalen. Den yttre diametern på kapsiden sträcker sig från ~21,5 nanometer (nm) vid de lägsta punkterna av gropen och kanjonen till ~28 nm vid toppen av utsprånget.
Genomet är ett linjärt, enkelsträngat DNA med en längd på 5,5 kilobaser med olika terminala hårnålsstrukturer i varje ände .
Genomet kodar för 3 öppna läsramar (ORF1, 2 och 3). Den vänstra ORF kodar för 4 icke-strukturella proteiner (NS1, NS2, NS3 och NS4). Den mellersta ORF kodar NP1. Den högra ORF (ORF3) kodar för kapsidproteinerna (VP1, VP2 och VP3). NP1-genen är i en alternativ läsram till VP1 och överlappar starten av VP1 med 13 nukleotider. På liknande sätt är VP3 kolinjär med VP1 och VP2 och härrör från initiering av translation vid en nedströms ATG och samterminerar. VP2 är översatt från ett icke-kanoniskt startkodon GUG.
Ett viralt icke-kodande RNA på 140 nukleotider, benämnt som bocavirus-kodat litet RNA (BocaSR), uttrycks från den 3' icke-kodande regionen efter VP ORF.
NP1 är ett litet icke-strukturellt protein som kan inducera apoptos vid transfektion av HeLa-celler.
Det finns en enda promotor placerad inom 3' hårnålen. Detta är ansvarigt för, genom alternativ splitsning och alternativ polyadenylering, för genereringen av flera (minst 6) mRNA . Poly A-svansen är cirka 150 nukleotider lång.
Efter nukleär import omvandlas det enkelsträngade genomet till dubbelsträngat DNA och produktionen av det virala NS1-proteinet påbörjas.
Genomet replikeras genom en unik linjär rullande hårnålsmekanism som är beroende av NS1-proteinet. Replikering har rapporterats resultera i skapandet av en serie av cirkulära huvud till svans-sekvenser.
En sekvens bevarad bland Parvoviridae TAAAAAT finns nära 3'-terminalen.
Andra parvovirus replikerar endast när värdcellen är i S-fas: viral replikation leder till att värdcellen dör. Detta mönster har ännu inte experimentellt bekräftats för bocavirus men verkar sannolikt vara fallet. Expression av de virala proteinerna enbart orsakar inte värdcelldöd. till skillnad från andra parvovirus där detta har undersökts.
Receptorn för bovint parvovirus 1 är sialinsyra .
Molekylärbiologi
Som beskrivs i referens 2 är parvoviral rolling hairpin replikation en linjär anpassning av rolling-circle repplication (RCR) mekanismer som används av många små plasmider och virus. NS1, det multifunktionella virusreplikationsinitieringsproteinet, bildar en oligomer multidomänmolekyl som har både plats- och strängspecifik HuH-endonukleas och superfamilj III (SF3) helikasaktivitet . Alla SF3-helikaser färdas längs DNA i en 3 ′ -till-5 ′ riktning. Fyra konserverade sekvensmotiv finns i SF3-helikaser (A, B, B ′ och C). Dessa motiv bildar nukleosidtrifosfatbindningsfickan, metalljonkoordinationsstället, DNA-bindningsstället och det sensoriska elementet. Dessa motiv finns i en sträcka av cirka 100 aminosyrarester i mitten av NS1. Dessa helikaser omger DNA som en ring av sex eller åtta subenheter med den ATP-bindande fickan som ligger mellan intilliggande subenheter. Den första subenheten tillhandahåller A- och B-motiven, och argininresten i den andra subenheten fungerar som en transagerande arginin-fingersensor för ATP-bindnings- och hydrolysstatus. Argininfingret ligger efter C-motivet men i tre dimensioner är det ofta inbäddat i ett kluster av positivt laddade aminosyror. I en ringkonfiguration interagerar denna domän med ATP-bindningsfickan hos den angränsande subenheten.
Atomstrukturen för HuH-endonukleasdomänen av HBoV1 NS1 liknar nickasstrukturerna som kodas av andra parvovirus och av mer avlägsna RCR-replikoner. Denna struktur förmedlar också platsspecifik duplex-DNA-igenkänning, vilket gör att NS1 kan binda platsspecifikt till virala replikationsursprung placerade vid varje ände av dess genom (härrörande från sekvenserna av de virala hårnålstelomererna). Ursprungsigenkänning, som för vissa parvovirus måste förbättras genom bindningen av ytterligare cellulära kofaktorer, leder till sträng- och platsspecifik nickning av virala duplex DNA-replikationsmellanprodukter, processer som kräver ATP för tät bindning och efterföljande nicking. NS1-proteinet förblir kovalent kopplat till 5′- änden av nicked DNA, medan den nya 3′- hydroxylgruppen kan förbereda syntesen av ytterligare linjära sekvenser. Replikation av genomet tros förmedlas av DNA-reparations-DNA-polymeraser. Denna process involverar det enkelsträngsbindande proteinreplikationsproteinet A och NS1. I denna process fungerar NS1 som en ATP-driven helikas för att lösa terminala hårnålsstrukturer i det virala genomet.
NS1 är också ansvarig för den cytopatiska effekten av vissa parvovirus, och det finns bevis som tyder på att någon form av detta protein associeras med en av de 5-faldiga cylindrarna av nymonterade kapsider där det fungerar som en molekylär motor, med hjälp av dess 3'- till-5'-helikasaktivitet för att driva inkapslingen av avkomma enkelsträngat DNA i partikeln.
Genetik
virus : typ 1 till 4. Typ 1 och 2 verkar ha avvikit nyligen (cirka 1985). Den uppskattade genomsnittliga utvecklingshastigheten är 8,6 × 10-4 substitutioner/plats/år. 1:a + 2:a kodonpositionerna utvecklas 15 gånger långsammare än de för 3:e kodonpositionen.
Det finns 78 %, 67 % och 80 % identitet mellan humant Bocavirus 1 och 2 NS1-, NP1- respektive VP1/VP2-proteiner. Rekombination kan förekomma mellan stammar. Humant bocavirus 3 verkar vara en rekombinant av humant bocavirus 1 och humant bocavirus 2 och 4.
Bocavirus har isolerats från grisar. Fylogenetisk analys av svin bocavirus placerar det med hundminutvirus.
Ofullständiga sekvenser av bocavirus har erhållits från vilda schimpanser. Dessa sekvenser ligger fylogenetiskt inom de kända humana bocavirusisolaten men visar också tecken på rekombination.
Klinisk
HBoV finns i andningsprover från friska försökspersoner. Hos patienter med andningsbesvär kan det hittas ensamt eller, oftare, i kombination med andra virus som är kända för att orsaka andningsbesvär. Nyfödda är troligen skyddade av passiv immunisering . Den åldersgrupp som oftast drabbas verkar vara barn mellan sex månader och två år, även om fall hos barn äldre än fem år och till och med hos en 28-åring har rapporterats.
HBoV kan detekteras inte bara i andningsprover utan även i blod, urin och avföring. De två sistnämnda kan bara återspegla virusutsöndring, även om diarré har beskrivits vid bocavirala djurinfektioner, och vissa patienter med HBoV verkar ha diarré oberoende av luftvägssymtom.
En studie i Jordanien fann att 9 % av 220 barn på sjukhus med infektion i nedre luftvägarna var infekterade med bocavirus. Av de infekterade var medianåldern 4 månader. Hosta (100 %), väsande andning (82,7 %) och feber (68,2 %) var de vanligaste kliniska fynden med bronkopneumoni (35 %) och bronkiolit (30 %) som de vanligaste slutdiagnoserna.
HBoV1 har i allmänhet associerats med luftvägssymtom medan andra HBoV tenderar att vara associerade med diarré och akut slapp förlamning.
Även om de flesta fall är lindriga, har allvarliga luftvägssjukdomar också rapporterats.
Livshotande infektion orsakad av humant bocavirus beskrevs hos tidigare friska 20 månader gamla för tidigt födda barn.
externa länkar
- Allander T (januari 2008). "Human bocavirus". J. Clin. Virol . 41 (1): 29–33. doi : 10.1016/j.jcv.2007.10.026 . PMID 18055252 .
- ViralZone: Bocavirus
- " Human bocavirus " . NCBI Taxonomy Browser . 329641.