Введение
Семейство вирусов Polydnaviriformidae (/p//ɒ/'/l//ɪ//d//n//ə//v//ɪ//r//ə//,//f//O://m//ɪ//d//ɛ/ PDV) – семейство вирусоподобных насекомых; их представители известны как полиднавирусы. В семействе выделяют два рода: Bracoform и Ichnoviriform. Полиднавирусы формируют симбиотические отношения с паразитоидными осами. Ихновириформы (IV) встречаются у ос семейства Ichneumonidae, а браковириформы (BV) – у ос семейства Braconidae. Личинки ос обеих этих групп сами являются паразитами личинок чешуекрылых (мотыльков и бабочек), и полиднавирусы играют важную роль в подавлении иммунного ответа их хозяев. Между BV и IV наблюдается незначительная или отсутствующая гомология последовательностей, что указывает на длительную независимую эволюцию этих двух родов.
Polydnaviriformidae (/p//ɒ/'/l//ɪ//d//n//ə//v//ɪ//r//ə//,//f//O://m//ɪ//d//ɛ/ PDV) is a family of insect viriforms; members are known as polydnaviruses. There are two genera in the family: Bracoform and Ichnoviriform. Polydnaviruses form a symbiotic relationship with parasitoid wasps. Ichnoviriforms (IV) occur in Ichneumonid wasps and Bracoviriforms (BV) in Braconid wasps. The larvae of wasps in both of those groups are themselves parasitic on Lepidoptera (moths and butterflies), and the polydnaviruses are important in circumventing the immune response of their parasitized hosts. Little or no sequence homology exists between BV and IV, suggesting that the two genera have been evolving independently for a long time.
Структура
Вирусы семейства Polydnaviridae имеют оболочку и удлиненно-эллипсоидную или цилиндрическую форму. Геномы кольцевые и сегментированные, состоящие из множества сегментов двухцепочечной сверхспиральной ДНК, упакованной в капсидные белки. Их длина варьируется от 2,0 до 31 кб. Их можно рассматривать как разновидность вирусного вектора.
Эволюция
Анализ нуклеиновых кислот указывает на очень длительную ассоциацию вирусов с осами (оценивается в 73,7 миллиона лет ± 10 миллионов лет).
Более старая теория оса-производства
Было предложено два объяснения того, как сформировалась ассоциация между осами и вирусом. Первое предполагает, что вирус произошел от генов ос. Многие паразитоиды, не использующие PDV, вводят белки, выполняющие схожие функции, а именно – подавление иммунного ответа на яйцо паразита. Согласно этой модели, бракониды и ихнеумониды упаковали гены, ответственные за эти функции, в вирусы, по сути создав систему передачи генов, в результате которой гусеница начинает производить иммуносупрессивные факторы. В этом сценарии структурные белки PDV (капсиды) были, вероятно, «заимствованы» у уже существующих вирусов. Происхождение IV менее ясно: хотя ранее сообщалось об обнаружении белка p44/p53 со структурным сходством с асковирусом, последующие исследования не подтвердили эту связь. В результате, современная точка зрения заключается в том, что IV возник из еще не идентифицированного нового семейства вирусов. В любом случае, оба рода сформировались в результате единичного события интеграции в соответствующих линиях ос.
Влияние на иммунитет хозяина
У хозяина несколько механизмов иммунной системы насекомых могут быть активированы, когда оса откладывает яйца и когда развивается паразитическая оса. Когда крупное тело (яйцо ос или небольшая частица, используемая в экспериментах) попадает в организм насекомого, классической иммунной реакцией является инкапсуляция гематоцитами. Инкапсулированное тело также может быть меланизировано для его удушения благодаря другому типу гемоцитов, использующих путь фенолоксидазы для производства меланина. Мелкие частицы могут быть фагоцитированы, а клетки макрофагов затем также могут быть меланизированы в узле. Наконец, насекомые могут также реагировать выработкой противовирусных пептидов. ПолиДНК-вирусы защищают личинок перепончатокрылых от иммунной системы хозяина, действуя на различных уровнях. Сначала они могут инактивировать или уничтожать гематоциты. ПолиДНК-вирус, ассоциированный с *Cotesia rubecula*, кодирует белок CrV1, который денатурирует актиновые филаменты в гематоцитах, в результате чего эти клетки становятся менее подвижными и хуже прикрепляются к личинкам. ПолиДНК-вирусы также могут воздействовать на меланизацию: MdBV препятствует продукции фенолоксидазы. Наконец, полиДНК-вирусы могут производить вирусные анкирины, которые подавляют выработку противовирусных пептидов. В некоторых ихновирусах Ванкирин также может предотвращать апоптоз – крайнюю реакцию клетки, блокирующую распространение вируса. Ихновирусы производят белки, называемые виннексинами, которые признаны гомологичными иннексинам насекомых. Они отвечают за кодирование структурных единиц межклеточных контактов. Эти белки могут изменять межклеточную коммуникацию, что может объяснить нарушение процесса инкапсуляции.
Вирусные частицы
Другая стратегия, используемая паразитоидными перепончатокрылыми для защиты своего потомства, – это производство вирусных частиц, подобных вирусам (ВЛП). ВЛП по структуре схожи с вирусами, но не содержат нуклеиновых кислот. Например, Venturia canescens (Ichneumonidea) и Leptopilina sp. (Figitidaea) производят ВЛП. ВЛП можно сравнить с PolyDNAvirus, поскольку они секретируются схожим образом и оба служат для защиты личинок от иммунной системы хозяина. ВЛП V. canescens (VcVLP1, VcVLP2, VcNEP) производятся в каликс-клетках перед тем, как попадают в яйцеводы. Исследования 2006 года не выявили связи между ними и какими-либо вирусами и предположили клеточное происхождение. ВЛП обеспечивают локальную защиту личинок перепончатокрылых, в то время как полиДНК-вирус может оказывать более глобальное воздействие. ВЛП позволяют личинкам избегать иммунной системы: личинка не распознается хозяином как вредоносная, или иммунные клетки не могут взаимодействовать с ней благодаря ВЛП. Venturia canescens использует их вместо полиДНК-вирусов, поскольку их иконовирус деактивирован. ВЛП Leptopilina или внеклеточные везикулы смешанной стратегии (MSEV) содержат некоторые системы секреции. Их эволюционная история менее ясна, но недавно обнаруженный вирус L. boulardi Filamentous Virus (LbFV) демонстрирует значительное сходство.
Микро-РНК
МикроРНК – это небольшие фрагменты РНК, образующиеся в клетках хозяина благодаря специфическому ферментативному механизму. Они способствуют разрушению вирусной РНК. МикроРНК присоединяются к вирусной РНК из-за их комплементарности. Затем этот комплекс распознается ферментом, который его разрушает. Это явление известно как PTGS (посттранскрипционное подавление генов) или RNAi (интерференция РНК). Интересно рассмотреть феномен микроРНК в контексте полиДНК-вирусов. Можно выдвинуть множество гипотез: бракониды несут гены, связанные с нудивирусами, в своем геноме, поэтому они могут производить микроРНК против нудивирусов как часть врожденного иммунитета. Возможно, осы используют микроРНК для контроля вирусных генов, которые они переносят. ПолиДНК-вирусы также могут использовать PTGS для вмешательства в экспрессию генов хозяина. PTGS также используется в процессе развития организмов, используя те же ферменты, что и при антивирусном подавлении генов, поэтому можно предположить, что если хозяин использует PTGS против полиДНК-вирусов, это может также повлиять на его развитие.
Braconidae carry nudivirus related genes in their genome, so they may be able to produce microRNA against nudivirus, as an innate immunity. Wasps perhaps use microRNA to control the viral genes they carry. PolyDNAvirus can also use PTGS to interfere with the host's gene expression. PTGS is also used for organisms' development, using the same enzymes as antiviral gene silencing, so we can imagine that if the host uses PTGS against polyDNAvirus, perhaps it also affects its development.