Lassa mammarenavirus

Structure and genomeEdit

Lassa virus structure and genome.Figure by Fehling et al, 2012

ラッサウイルスはエンベロープ型で、一本鎖の二分されたアンビセンスRNAウイルスです。 大きなセグメントは、転写と複製を制御する小さなジンクフィンガータンパク質(Z)とRNAポリメラーゼ(L)をコードしています。 ラージセグメントには、転写や複製を制御する小さなジンクフィンガータンパク質(Z)とRNAポリメラーゼ(L)が、スモールセグメントには核タンパク質(NP)と表面糖タンパク質前駆体(GP、ウイルススパイクとも呼ばれる)がコードされており、これらはタンパク質分解によりエンベロープ糖タンパク質GP1とGP2に切断され、α-ジストログリカン受容体に結合して宿主細胞への侵入を仲介する。

ラッサ熱は免疫抑制を伴う出血熱を引き起こすが、ラッサマンマレナウイルスは非常に速く複製され、複製の時間的制御を行う。 複製の最初のステップは、ネガティブまたはマイナスセンスのゲノムのmRNAコピーの転写である。 これにより、NPタンパク質とLタンパク質がmRNAから翻訳されるため、後続の複製ステップに必要なウイルスタンパク質の十分な供給が確保される。 次に、ポジティブまたはプラスセンスのゲノムは、ウイルス相補性RNA(vcRNA)のコピーを作成します。 このRNAコピーは、ネガティブセンスの子孫を作るための鋳型となりますが、そこからmRNAも合成されます。 vcRNAから合成されたmRNAは、GPタンパク質とZタンパク質を作るために翻訳される。

ゲノムのヌクレオチド研究によると、ラッサには4つの系統があり、3つはナイジェリアで、4つ目はギニア、リベリア、シエラレオネで見つかっています。

ReceptorsEdit

Old World and New World arenavirusesの侵入メカニズム。

ラッサ・マンマレナウイルスは、細胞外マトリックスのタンパク質の万能受容体である細胞表面の受容体α-ジストログリカン(α-DG)を介して宿主細胞に侵入する。 この受容体は、原型となる旧世界のアロイナウイルスであるリンパ球性絨毛膜炎ウイルスと共通している。 受容体の認識は、LARGEタンパク質として知られる一群の糖転移酵素によるα-ジストログリカンの特定の糖修飾に依存する。 ラッサが流行している西アフリカでは、これらのタンパク質をコードする遺伝子の特定の変異体が正の選択を受けているようである。 α-ジストログリカンは、新世界のクレードCのアレナウィルス(OliverosウィルスとLatinoウィルス)のウィルスも受容体として利用している。 一方、非病原性のアマパリウイルスに加え、重要なウイルスであるMachupo、Guanarito、Junin、Sabiaを含む新世界のクレードAおよびBのアレナウイルスは、トランスフェリン受容体1を使用する。 α-DGとの高親和性結合には、GP1糖タンパク質のアミノ酸位置260にある小さな脂肪族アミノ酸が必要である。 また、α-DGとの高親和性結合を示すすべてのアレナウイルスがこの位置に嵩高い芳香族アミノ酸(チロシンまたはフェニルアラニン)を有していることから、GP1のアミノ酸位置259も重要であると考えられる。

細胞への侵入にクラスリンで被覆されたピットを使用し、pHに依存して受容体に結合する多くのエンベロープ型ウイルスとは異なり、ラッサウイルスとリンパ球性絨毛膜炎ウイルスはクラスリン、カベオリン、ダイナミン、アクチンに依存しないエンドサイトーシス経路を使用する。 細胞内に入ったウイルスは、小胞輸送を経てエンドソームに迅速に運ばれるが、この輸送は低分子GTPaseであるRab5とRab7とはほとんど無関係である。 エンドソームに接触すると、エンベロープ糖タンパク質を介してpH依存性の膜融合が起こり、エンドソームの低いpHでリソソームタンパク質であるLAMP1と結合して膜融合が起こり、エンドソームから脱出する。

ライフサイクル

ラッサウイルスのライフサイクル。 Figure by Fehling et al., 2012

ラッサ・マメレナウイルスの生活サイクルは旧世界のアレナウイルスに似ています。 ラッサ・マメレナウィルスは、受容体を介したエンドサイトーシスによって細胞内に入ります。 どのエンドサイトーシス経路を用いるかはまだ不明であるが、少なくとも細胞内への侵入はコレステロールの枯渇に敏感である。 コレステロールを枯渇させると、ウイルスの内在化が制限されることが報告されている。 細胞侵入に使われる受容体は、細胞外マトリックスタンパク質の細胞表面受容体として高度に保存され、ユビキタスに発現しているα-ジストログリカンである。 後にα-ジストログリカンとβ-ジストログリカンに切断されるジストログリカンは、もともとほとんどの細胞から成熟した組織にまで発現しており、ECMとアクチンベースの細胞骨格の間の分子リンクを提供している。 ウイルスがα-ジストログリカンを介したエンドサイトーシスによって細胞内に入った後、低pH環境がトリガーとなってpH依存性の膜融合が起こり、RNP(ウイルスリボ核タンパク質)複合体が細胞質内に放出される。 ウイルスのRNAは解凍され、細胞質内で複製と転写が開始される。 複製が始まると、SとLの両方のRNAのゲノムから、抗原性のあるSとLのRNAが合成され、抗原性のあるRNAから、ゲノムのSとLのRNAが合成される。 ゲノムRNAとアンチゲノムRNAの両方が転写と翻訳に必要である。 S RNAはGPタンパク質とNP(ウイルスのヌクレオカプシドタンパク質)を、L RNAはZタンパク質とLタンパク質をコードしている。 Lタンパク質は、ウイルスのRNA依存性RNAポリメラーゼを表している可能性が高い。 細胞がウイルスに感染すると、LポリメラーゼはウイルスのRNPと結合し、ゲノムRNAの転写を開始する。 両RNAセグメントの5’および3’末端19ntのウイルスプロモーター領域は、ウイルスポリメラーゼの認識と結合に必要である。 一次転写ではまず、NPタンパク質とLタンパク質をそれぞれコードするゲノムSとLのRNAからmRNAが転写される。 転写はゲノム間領域内のステムループ(SL)構造で終了する。 アレナウイルスは、細胞内のmRNAからキャップ構造を獲得するために、キャップスナッチング戦略を用いており、Lポリメラーゼのエンドヌクレアーゼ活性とNPのキャップ結合活性によって媒介されている。 抗原性RNAは、ゲノム方向にコードされているウイルス遺伝子GPCとZを、それぞれSセグメントとLセグメントから転写する。 また、抗原性RNAは複製のテンプレートとしても機能する。 GPCの翻訳後、GPCは小胞体で翻訳後修飾される。 GPCは分泌経路の後段でGP1とGP2に切断される。 この切断には、細胞性プロテアーゼSKI-1/S1Pが関与していることが報告されている。 切断された糖タンパク質は、ウイルスが芽生え、細胞膜から放出される際に、ウイルスのエンベロープに取り込まれる

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