간섭 입자 결함

결함 간섭성 바이러스로도 알려진 결함 간섭성 입자(DIPs)는 복제 결함 또는 비상동성 ^[2][3]재조합으로 인해 입자 게놈의 중요한 부분이 손실된 자발적으로 생성된 바이러스 돌연변이입니다.유전자 RNA 조각의 직접 결속을 수반하는 비복제 메커니즘도 ^[4][5]제안되었지만, 이들의 형성 메커니즘은 바이러스 게놈 복제 중 템플릿 전환의 결과로 추정된다.DIP는 부모 바이러스로부터 유도되어 관련지어지며,^[6] 그 결함에 의해 바이러스의 적어도 1개의 필수 유전자가 상실 또는 심각한 손상을 입었기 때문에 비감염성이 되었을 경우에는 DIP로 분류된다.DIP는 보통 여전히 숙주 세포에 침투할 수 있지만, 손실 ^[7][8]요인을 제공하기 위해 세포와 공동 감염시키기 위해 완전히 기능하는 또 다른 바이러스 입자('도움자' 바이러스)가 필요합니다.

DIP는 1950년대 폰 매그너스와 슐레진저에 의해 처음 관찰되었으며 둘 다 인플루엔자 ^[9]바이러스와 함께 연구되었다.그러나 DIP에 대한 직접적인 증거는 전자 현미경에서^[10] 소포성 구내염 바이러스의 '덩어리' 입자의 존재를 발견한 Hackett에 의해서만 발견되었고 DIPs 용어의 공식화는 1970년에 Huang과 ^[11]Baltimore에 의해 이루어졌다.DIP는 폴리오바이러스, 사스 코로나바이러스, 홍역, 알파바이러스, 호흡합성세포바이러스 및 인플루엔자 ^{[12][13][14][15][16][17][18][19]}바이러스를 포함한 임상 및 실험실 환경에서 DNA 및 RNA 바이러스의 거의 모든 클래스에서 발생할 수 있습니다.

탈당하다

DIP는 실험실에서 실험 조건 하에서 재현될 수 있는 자연 발생 현상으로, 실험용으로 합성될 수도 있습니다.그것들은 오류가 발생하기 쉬운 바이러스 복제에 의해 자발적으로 생성되며, 특히 사용된 효소(복제효소 또는 RNA 의존성 RNA 중합효소)로 인해 DNA 바이러스보다 RNA 바이러스에 널리 퍼져있다.^[6][20]DI 게놈은 일반적으로 바이러스 중합효소에 의한 인식에 필요한 흰개미 염기서열과 그들의 게놈을 새로운 입자로 포장하기 위한 염기서열을 유지하지만 ^[21][22]그 외에는 거의 유지하지 않는다.게놈 삭제 이벤트의 크기는 크게 다를 수 있으며, 광견병 바이러스에서 파생된 DIP에서 6.1kb의 ^[23]삭제가 나타나는 예도 있습니다.다른 예로, 여러 개의 DI-DNA 식물 바이러스 게놈의 크기는 원래 게놈 크기의 10분의 1에서 2분의 ^[24]1까지 다양했습니다.

방해다

공감염 중 경쟁적 억제를 통해 부모 바이러스의^[6] 기능에 영향을 미치는 입자는 간섭하는 것으로 간주됩니다.즉, 불량 바이러스와 비불량 바이러스가 동시에 복제되지만, 불량 입자가 증가하면 비불량 바이러스의 복제량이 감소한다.간섭의 정도는 게놈 내 결함의 유형과 크기에 따라 달라지며, 게놈 데이터의 대량 삭제는 결함이 있는 ^[21]게놈의 신속한 복제를 가능하게 합니다.사스-CoV-2는 게놈의 90%를 제거한 합성 DIP가 바이러스보다 ^[25]3배 빠르게 복제된다.숙주 세포의 동시 감염 동안, 감염성 ^[21]입자보다 더 많은 바이러스 인자가 비감염성 DIP를 생성하기 위해 사용되는 임계 비율에 도달할 것이다.또한 결함이 있는 입자와 결함이 있는 게놈은 숙주의 선천적 면역 반응을 자극하는 것으로 입증되었으며 바이러스 감염 중 그들의 존재는 항바이러스 ^[12]반응의 강도와 관련이 있다.그러나 SARS-CoV-2와 같은 일부 바이러스에서는 입자의 간섭에 의한 경쟁 억제 효과가 바이러스 매개 선천성 면역 반응 및 치료 ^[26]효과를 내는 염증을 감소시킨다.

이 간섭적인 성질은 바이러스 ^[27][28]치료 연구에 점점 더 중요해지고 있다.특수성 때문에 DIP는 감염 부위가 대상이 될 것으로 생각됩니다.한 예로, 과학자들은 DIP를 사용하여 "보호 바이러스"를 만들어 냈는데, 이것은 더 이상 ^[29]치명적이지 않은 지점까지 간섭 반응을 유도함으로써 생쥐의 인플루엔자 A 감염의 병원성을 약화시켰다.SARS-CoV-2의 경우, 2020년에 최초의 합성 DIP가 만들어졌으며, 간섭 효과는 병원 형성을 줄이고 햄스터를 심각한 ^[30]질병으로부터 보호하는 치료적 간섭 입자(TIP)를 생성하기 위해 사용되었다.

병인 발생

DIP는 특정 바이러스의 병원 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.한 연구는 병원체와 그 결함 있는 변종 사이의 관계를 보여주며, DI 생산의 조절이 바이러스가 어떻게 자신의 감염 복제를 감쇠시키고, 바이러스 부하를 감소시키며, 따라서 숙주가 ^[31]너무 빨리 죽는 것을 방지함으로써 기생충 효율을 향상시키는지 보여준다.이것에 의해, 바이러스가 새로운 호스트를 확산시켜 감염시키는 시간도 길어집니다.DIP 생성은 바이러스 내에서 조절된다: Coronavirus SL-II cis-acting 복제 요소(이미지 참조)는 소 코로나 바이러스의 DIP 생성 매개에 관여하는 고차 유전체 구조이며, 다른 코로나 바이러스 그룹에서 ^[1]명백한 호몰로그가 검출된다.1970년 ^[32]앨리스 황과 데이비드 볼티모어의 작품에서 좀 더 심도 있는 소개를 찾을 수 있다.

결함이 있는 RNA 게놈의 종류

1. 삭제는 템플릿의 fragment를 건너뛰는 경우입니다.토마토 반점 시들한 바이러스와 플럭 하우스 ^[33][22]바이러스에서 이러한 유형의 탈선 사례가 발견될 수 있다.
2. 스냅백 이탈은 복제 효소가 한 가닥의 일부를 전사한 후 이 새 가닥을 템플릿으로 사용하는 것입니다.그 결과 머리핀이 생길 수 있습니다.수포성 구내염 ^[34]바이러스에서 스냅백 결손이 관찰되었습니다.
3. 팬핸들 이탈은 중합효소가 부분적으로 만들어진 가닥을 운반한 후 다시 5' 끝을 전사하여 팬핸들 모양을 형성하는 것입니다.팬핸들 변종은 인플루엔자 ^[35]바이러스에서 발견됩니다.
4. 복합 결손이란 삭제와 스냅백 결손이 동시에 발생하는 경우를 말합니다.
5. 모자이크 또는 복합 DI 게놈으로, 다양한 영역이 같은 도우미 바이러스 게놈에서 나왔지만 순서가 잘못되었을 수 있습니다.다른 도우미 게놈 세그먼트에서 나왔을 수도 있고 숙주 RNA 세그먼트를 포함할 수도 있습니다.복제가 발생할 ^[3]수도 있습니다.

조사.

바이러스학자들은 숙주 세포의 감염에 대한 간섭과 DI 게놈이 면역자극 ^[3]항바이러스제로 어떻게 작용할 수 있는지에 대해 더 많은 것을 배우기 위해 연구를 수행해왔다.또 다른 연구 부문은 DIP를 항바이러스 치료 간섭 입자(TIPs)^[36]로 엔지니어링하는 개념을 ^[37]최근까지 순전히 이론적인 개념으로 추구하고 있습니다.2014년 기사는 선천적인 항바이러스 면역 반응(즉, 간섭체)^[38]을 유도하여 인플루엔자 바이러스에 대한 DIP의 면역 자극 효과를 테스트하기 위한 임상 전 작업을 기술하고 있다.후속 연구는 HIV와 SARS-CoV-2에 ^[25][26]대한^[39] TIPs의 임상 전 효능을 테스트했다. 또한 DI-RNA는 처음으로 Partitiviridae 계열의 바이러스를 통한 곰팡이 감염을 돕는 것으로 밝혀져 더 많은 학제 간 ^[20]작업을 위한 여지가 생겼다.

ViReMa 및 DI-tector와^[41] 같은^[40] 몇 가지 툴은 차세대 염기서열 데이터의 결함 바이러스 게놈을 검출하는 데 도움이 되며, 랜덤 삭제 라이브러리 염기서열 분석(RanDeL-Seq)^[42]과 같은 높은 처리량 접근방식을 통해 DI 입자 증식에 필요한 바이러스 유전 요소를 합리적으로 매핑할 수 있습니다.

레퍼런스