Введение
Rhabdoviridae – семейство РНК-вирусов с отрицательной полярностью, входящее в порядок Mononegavirales. Естественными хозяевами являются позвоночные (включая млекопитающих и человека), беспозвоночные, растения, грибы и простейшие. Заболевания, связанные с вирусами этого семейства, включают энцефалит, вызванный вирусом бешенства, и гриппоподобные симптомы у людей, вызываемые везикуловирусами. Название происходит от древнегреческого слова rhabdos, означающего «палка», что отражает форму вирусных частиц. Семейство включает 40 родов, большинство из которых относится к трем подсемействам.
Rhabdoviridae is a family of negative strand RNA viruses in the order Mononegavirales. Vertebrates (including mammals and humans), invertebrates, plants, fungi and protozoans serve as natural hosts. Diseases associated with member viruses include rabies encephalitis caused by the rabies virus, and flu like symptoms in humans caused by vesiculoviruses. The name is derived from Ancient Greek rhabdos, meaning rod, referring to the shape of the viral particles. The family has 40 genera, most assigned to three subfamilies.
Структура
Индивидуальные вирусные частицы (вирионы) рабдовирусов состоят из РНК, белка, углеводов и липидов. Они имеют сложную бацилловидную или пулевидную форму. Все эти вирусы обладают структурным сходством и классифицированы как одно семейство. Вирионы имеют ширину около 75 нм и длину около 180 нм. Все рабдовирусы кодируют эти пять белков в своих геномах. Помимо этих белков, многие рабдовирусы кодируют один или несколько дополнительных белков. Помимо функций, связанных со сборкой вируса, морфогенезом и почкованием, опоясываемым плазматической мембраной хозяина, были обнаружены дополнительные функции, такие как регуляция синтеза РНК, влияющая на баланс между продуктами репликации и транскрипции, что позволило провести эксперименты по обратной генетике с вирусом бешенства, членом семейства Rhabdoviridae. Большой (L) белок обладает несколькими ферментативными функциями в синтезе и процессинге вирусной РНК. Ген L кодирует этот L-белок, который содержит несколько доменов. Помимо синтеза РНК, считается, что он участвует в метилировании 5'-конца и полиаденилировании. Рабдовирусы, инфицирующие позвоночных (особенно млекопитающих и рыб), растения и насекомых, обычно имеют форму пули. Однако, в отличие от парамиксовирусов, рабдовирусы не обладают гемагглютинирующей и нейраминидазной активностью. Матричный (M) белок рабдовируса очень мал (~20–25 кДа), однако играет ряд важных ролей в цикле репликации вируса. Эти белки рабдовирусов составляют основные структурные компоненты вируса и являются многофункциональными белками, необходимыми для созревания вируса и процесса почкования, а также регулируют баланс синтеза вирусной РНК, переключая синтез с транскрипции на репликацию. Для репликации необходимо экспрессировать как L-, так и P-белки для регуляции транскрипции. Фосфопротеин (P) также играет важную роль в процессе репликации, поскольку комплексы N-P, а не N один, необходимы для правильной и селективной инкапсидации вирусной РНК. Следовательно, репликация невозможна после инфицирования, пока первичная транскрипция и трансляция не произведут достаточное количество N-белка. L-белок обладает широким спектром ферментативной активности, такой как репликация РНК, добавление 5'-капа, фосфорилирование P-белка. L-белок обеспечивает репликацию в цитоплазме. Во время их синтеза мРНК подвергаются процессингу для добавления 5'-капа и 3'-полиаденилового хвоста к каждой молекуле. Эта структура гомологична клеточным мРНК и, таким образом, может быть транслирована клеточными рибосомами для производства как структурных, так и неструктурных белков. Геномная репликация требует источника вновь синтезированного N-белка для инкапсидации РНК. Это происходит во время синтеза и приводит к образованию полноразмерной антигеномной копии. В свою очередь, она используется для производства большего количества РНК с отрицательным смыслом. Для этого процесса требуется вирусная полимераза, но механизм участия полимеразы как в синтезе мРНК, так и в геномной репликации до конца не изучен. Репликация характерно происходит в тельце включения внутри цитоплазмы, откуда вирионы почковываются через различные цитоплазматические мембраны и внешнюю мембрану клетки. В результате этого процесса происходит приобретение белков M + G, ответственных за характерную пулевидную морфологию вируса.
Клады
Эти вирусы делятся на четыре группы на основании гена РНК-полимеразы. Базальный клад составляют новирабдовирусы, заражающие рыб. Циторхабдовирусы и нуклеорхабдовирусы, заражающие растения, являются сестринскими кладами. Лиссавирусы образуют собственный клад, который более тесно связан с кладами наземных позвоночных и насекомых, чем с растительными вирусами. Оставшиеся вирусы образуют множество сильно разветвленных кладов и заражают членистоногих и наземных позвоночных. Анализ 99 видов рабдовирусов животных, проведенный в 2015 году, показал, что они относятся к 17 таксономическим группам, восемь из которых – лиссавирус, везикуловирус, перхабдовирус, сигмавирус, эфемеровирус, тибровирус, тупавирус и спрививирус – были признаны ранее. Авторы предложили семь новых таксонов на основе полученных результатов: "Альмендравирус", "Баиавирус", "Кюриовирус", "Хапавирус", "Ледантевирус", "Саугравирус" и "Срипувирус". Семь видов не вошли ни в одну из групп, что указывает на необходимость выделения дополнительных таксонов.
Предлагаемые классификации
Неофициальная супергруппа "димархабдовирус" включает роды Эфемеровирус и Везикуловирус. Ряд других вирусов, не отнесенных к каким-либо родам, также принадлежат к этому таксону. Эта супергруппа объединяет роды, содержащие виды, способные к репликации как в организмах позвоночных, так и беспозвоночных, и имеющие биологические циклы, включающие передачу кровососущими двукрылыми насекомыми (диптеранами).
Прототипичные рабдовирусы
Прототипичным и наиболее изученным рабдовирусом является вирус везикулярного стоматита Индиана. Он является предпочтительной модельной системой для изучения биологии рабдовирусов и мононегавирусов в целом. Болезнь бешенства у млекопитающих вызывается лиссавирусами, несколько видов которых были идентифицированы. Рабдовирусы являются важными патогенами для животных и растений. Рабдовирусы передаются хозяевам переносчиками, такими как тли, цикадки, листовертки, чёрные мухи, москиты и комары. В сентябре 2012 года исследователи, опубликовавшие статью в журнале PLOS Pathogens, описали новый вид рабдовируса, названный Bas Congo virus (BASV), который был обнаружен в образце крови пациента, выжившего после болезни, напоминающей геморрагическую лихорадку. В 2015 году два новых рабдовируса, вирус Ekpoma 1 и вирус Ekpoma 2, были обнаружены в образцах крови двух здоровых женщин на юго-западе Нигерии. Вирус Ekpoma 1 и вирус Ekpoma 2, по-видимому, хорошо реплицируются у людей (вирусная нагрузка варьировалась от ~45 000 до ~4,5 миллиона копий РНК/мл плазмы), но не вызывали каких-либо наблюдаемых симптомов заболевания. Воздействие вируса Ekpoma 2 широко распространено в определенных районах Нигерии, где уровень серопревалентности близок к 50%.