נגיפי RNA דו-גדילי

קבוצת הנגיפים מסוג RNA דו גדילי (באנגלית: dsRNA viruses) היא קבוצת נגיפי RNA מגוונת, בעלת גנום RNA דו-גדילי, אשר הנגיפים המזוהים איתה נבדלים זה מזה בטווח הרחב של המארחים אצלם הם יכולים להתפתח (בני אדם, חיות, צמחים, פטריות וחיידקים). מאפייני קבוצה זו הם מספר חתכי הגנום שלהם (אחד עד שנים-עשר) והסידור הוויראלי החלקיקי (מספר- T, שכבות המעטפת החלבונית של הנגיף). מבין כל המשפחות המזוהות עם קבוצת ה-RNA הדו-גדילי, הנגיפים ממשפחת ה-Reoviridae מהווים את המשפחה הגדולה והמגוונת ביותר מבחינת כמות האורגניזמים בהם היא יכולה להתפתח. כיום ה-Reoviridae מסווג לתשעה סוגים טקסונומיים. הגנומים של נגיפים אלה מורכבים מבין עשרה לשנים-עשר חתכים של RNA דו-גדילי, כאשר כל אחד מהם מקודד חלבון מסוים. הנגיפים הבוגים הם בלתי מכומסים, הקופסיות שלהם מורכבות מחלבונים רבים, בעלות סימטריה עשרימונית (צורה בעלת עשרים פאות), ומסודרות ככלל בשכבות בעלות מרכז משותף. סימן ההיכר של נגיפי ה-RNA דו-גדילי, ללא קשר לשיוכם המשפחתי, הוא היכולת שלהם לבצע שעתוק של חתכי RNA דו-גדילי, תחת התנאים המתאימים, בתוך הקופסיות שלהם. לפיכך בכל הנגיפים האלה, האנזימים הדרושים עבור שעתוק אנדוגני, מהווים חלק ממבנה הנגיף. ה- orthoreoviruses (או: reoviruses) משתייכים לקבוצת ה-Reoviridae ומייצגים בה את הנגיפים בעלי המבנה הטורי, המהווים כמחצית מהסוגים בקבוצת על זו. כמו זנים אחרים של נגיפים במשפחה זו, ה-reoviruses הם בלתי מכומסים ומאופיינים על ידי קידוד קליפות הקופסית שלהם, בה מוטמע חתך של גנום RNA דו-גדילי. ל-reovirus יש שמונה חלבונים מבניים ועשרה חתכי RNA דו-גדילי. שעתוק התאים מלווה על ידי סדרת שלבים ושינויים הסתגלותיים. מבנים ברזולוציה גבוהה מוכרים כמעט עבור כל החלבונים של ה-reoviruses ביונקים (MRV), אשר מהווה את הגנוטיפ הנחקר ביותר. בדיקות ומחקר שהתבצעו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני (cryoEM) וקריסטלוגרפיה בקרני רנטגן סיפקו שפע של מידע לגבי המבנים של שני זנים ספציפיים של ה-MRV: הסוג הראשון הוא (T1L (type 1 Lang והסוג השני הוא (T3D (type 3 Dearing. הנגיפים מסוג cytoplasmic polyhedrosis (בקיצור: CPVs) מהווים את גנום ה-Cypovirus מתוך משפחת ה-Reoviridae. ה-CPVs מסווגים לארבעה עשר מינים, כאשר הסיווג מבוסס על הפרדת חומרים אלקטרופורזית מחתכי הגנום שלהם. ל-Cypovirus יש קופסית מעטפת אחת בלבד, אשר דומה לליבה הפנימית של ה-orthoreovirus. לקופסית של ה-CPV יציבות מרשימה, ויכולת שעתוק ועיבוד מלאה של RNA קפלי החלבונים של ה-CPV דומים לאלה של ה-reoviruses האחרים. עם זאת, לחלבוני ה-CPV יש מבנים נוספים ייחודיים, התורמים לקשרים הבינמולקולריים הנרחבים שלהם. טור חלבון ה-CPV מכיל שני תחומי שינויים באנזימים מסוג methylase, עם המבנה הבא: זוג סלילים, משטח בטא וזוג סלילים נוסף. מבנה זה שמור מאוד, אך קיים חוסר ב- β-barrel הנוכח ב-orthoreovirus λ2. התחומים הפונקציונליים של טורי החלבונים וההתוויות לאורך ה-mRNA יוצרים מסלול המצביע על מנגנון המבוסס על שימוש בנקבוביות ובתעלות, שמטרותו לווסת את השלבים המתואמים בשעתוק, בעיבוד ובשחרור ה-RNA. Rotavirus הוא הגורם הנפוץ ביותר לדלקות מעיים וקיבה חריפות (גסטרואנטריטיס) בקרב תינוקות ובקרב ילדים צעירים ברחבי העולם. נגיף זה מכיל את הגנום של ה-RNA הדו-גדילי ומהווה חלק ממשפחת ה-Reoviridae. הגנום של הנגיף כולל אחד עשר חתכים של RNA דו-גדילי. כל חתך גנום מקודד חלבון אחד, למעט המקטע האחד עשר, אשר מקודד שני חלבונים. מבין שנים עשר החלבונים, שישה הם חלבונים מבניים ושישה הם חלבונים שאינם מבניים. נגיף זה הוא בלתי מכומס. הנגיפים המשויכים לתת סוג ה-Orbivirus מתוך משפחת ה-Reoviridae הם הנגיפים הנישאים על ידי פרוקי רגליים, והם אחראים לשיעור גבוה של תחלואה ושל תמותה בקרב מעלי הגירה. ה-bluetongue virus אשר גורם למחלות בקרב בעלי חיים (כבשים עזים ובקר) היה בחזית המחקר המולקולרי בשלושת העשורים האחרונים וכעת מהווה את ה-orbivirus הנלמד והמוכר ביותר ברמה המבנית וברמה המולקולרית. ה-bluetongue virus, בדומה לזנים אחרים מאותה המשפחה, הוא קומפלקס בלתי מכומס ולו שבעה חלבוני מבנה וגנום RNA שכולל עשרה גדלים שונים של חתכי RNA. Phytoreoviruses הם ריאו-וירוסים לא טוריים, אשר מהווים פתוגנים חקלאיים בתפוצה רחבה, בעיקר באסיה. אחד הנגיפים המשויכים לקבוצה זו, Rice Dwarf Virus (בקיצור:(RDV), נחקר בהיקף נרחב באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני ובאמצעות קריסטלוגרפיה בקרני רנטגן. כחלק ממחקר זה אלה נסקרו מודלים אטומריים של קופסיות החלבונים וכן הוסקו מסקנות לגבי הרכבים אפשריים של הקופסיות האלו. בעוד שחלבונים מבניים של RDV אינם שותפים לרצף קווי הדמיון של חלבונים אחרים, קפליהם ומבנה הקופסיות הכללי שלהם כן דומים לאלה של הנגיפים האחרים מקבוצת ה-Reoviridae. לנגיף השמרים L-A dsRNA יש חתך גנומי של 4.6 kb שמקודד את חלבוני העל שלו - (Gag (76 kDa), Gag-Pol fusion (180 kDa, אשר מיוצר על ידי מוטציית frame shift בריבוזום. נגיף ה-L-A תומך בשכפול בקרב מספר חלקיקים ויראליים נפרדים במספר סוגים של RNA דו-גדילי, אשר נקראים M dsRNA, וכל אחד מהם מקודד רעלן חלבוני ("הרעלן הרוצח") ואת החיסון לרעלן זה. ה-L-A וה- M ds RNA משדרים מתא לתא באמצעות תערובת ציטופלזמית אשר מתהווה בתהליך של הזדווגות. אף לא אחד מבין שניהם משוחרר באופן טבעי מהתא, או נכנס אל התא באמצעות מנגנונים אחרים, אך התדירות הגבוהה של הזדווגות השמרים בטבע נגרמת כתוצאת מתפוצתם הרחבה של נגיפים אלה במבודדים טבעיים. כמו כן, הדמיון המבני והפונקציונלי לנגיפי ה-RNA הדו-גדילי ביונקים הוביל להחשבתם של חלקיקים אלה לנגיפים. נגיף מסוג (Infectious bursal disease (IBDV הוא הנגיף המאופיין ביותר בקרב משפחה ה-Birnaviridae. נגיף זה הוא בעל גנומים RNA דו-גדילי חצויים, אשר סגורים בתוך קופסיות חד שכבתיות בעלות צורה של עשרימון וגאומטריית T = 13l. ל-IBDV תפקוד פונקציונלי ומאפיינים מבניים דומים לאלה של נגיפי RNA דו-גדילי, שלהם צורה גאומטרית דומה של עשרימון, מלבד העובדה שחסרה בו ליבת ה-T = 1, או pseudo T = 2, המשותפת למשפחות ה-Reoviridae, Cystoviridae ו-Totiviridae. לחלבון הקופסית של ה-IBDV אתר מבני דומה לאלה של חלק מנגיפי ה-positive-sense single-stranded RNA, כדוגמת ה-nodaviruses וה- tetraviruses, וכך גם חלבון קליפת הקופסית ה-T = 13 של משפחת ה-Reoviridae. קליפת ה-T = 13 של קופסית ה-IBDV מעוצבת על ידי VP2 מקוצר, חלבון אשר מיוצר באמצעות הסרת האתר הקיצוני מהחומר ממנו הוא נוצר, ה-pVP2. קיצור ה-pVP2 מבוצע על ידי חלקיקים לא בוגרים כחלק מתהליך הבשלתם. החלבון המבני העיקרי הנוסף, ה-VP3, הוא רכיב רב תפקודי אשר שוכן מתחת לקליפת ה-T = 13, ומשפיע על הפולימרפיזם של ה-pVP2. נגיפי ה-RNA המקודדים תלויים בפולימראז ה-RNA. ה-VP1 משולב בקופסית באמצעות התאחדותו עם ה-VP3. ה-VP3 מתקשר באופן מקיף עם הגנום הוויראלי של ה-RNA הדו-גדילי. ה- Bacteriophage Φ6 הוא חלק מקבוצת ה-Cystoviridae. הוא מדביק חיידקים גראם- שליליים (Pseudomonas bacteria). מדובר בגנום בעל שלושה חתכים של RNA דו-גדילי, בעל אורך כולל של כ-13.5 kb. ה- Φ6 ודומיו הם בעלי ממברנה שומנית סביב חלבון ה-nucleocapsid שלהם, דבר שמהווה מאפיין נדיר בקרב הנגיפים מסוג ה-Bacteriophage. זהו נגיף ליתי, אם כי תחת נסיבות מסוימות נצפה עיכוב בתמס. היפו וירוסים (באנגלית: Hypoviruses) הם מיקו וירוסים (באנגלית: mycoviruses), כלומר נגיפים פטרתיים, עם גנום של RNA דו-גדילי בלתי מכומס, כלומר אינו נתון בתוך מעטפת חלבון. ייתכן כי הם בעלי אב קדמון משותף עם נגיפי RNA בעלי גדיל חיובי, תחת אותה קבוצת העל עם ה-potyvirus. יצוין כי דווחה קבוצה טקסונומית חדשה, הכוללת שישה נגיפים המתפתחים בפטריות פילמנטיות (באנגלית: filamentous fungi), להם אב קדמון משותף. קבוצה זו עדיין לא זכתה לשם. שלוש המשפחות הבאות מתפתחות בפטריות: Totiviridae, Partitiviridae, Chrysoviridae. משפחות אלה בעלות גנומים יחידניים, חצויים ורבועים, בהתאמה. לרוב, מדובר בחלקיקים איזומטריים, בעלי קוטר של 25–50 ננומטרים. בהתבסס על רצף הדמיון של ה-RNA, התלוי בפולימראז ה-RNA (פולימראז- אנזים בעל תפקיד בהכפלת DNA וביצירת מולקולות RNA), ניתן להניח כי ה-Partitiviridae ככל הנראה התפתח מה- Totiviridae. משפחה רביעית, ה-Alternaviridae לאחרונה סווגה גם היא כבעלת הגנום הרבוע. מכיוון שתאים לא מייצרים RNA דו-גדילי במהלך חילוף חומרים רגיל של חומצת הגרעין, הברירה הטבעית העדיפה את התפתחותם של אנזימים שהורסים את ה-RNA דו-גדילי בקשר. האנזים המוכר ביותר מסוג זה הוא ה-Dicer. כיום יש תקווה שניתן יהיה לסנתז נוגדנים אנטי- ויראליים בעלי ספקטרום רחב ששל שימושים, תוך ניצול פגיעות זו של נגיפי ה-RNA דו-גדילי. התקדמות המחקר וצבירת הידע שחלות בשנים האחרונות בנוגע להרכב החלקיקי של הנגיפים, לקשרים בין תאי הנגיפים ולפתוגנזה הויראלית מאפשרות את פיתוחן של גישות חדשניות בתחום הנוגדנים והטיפולים הניתנים כתרופות אנטי- ויראליות. נגיפים עם גנום מסוג RNA דו-גדילי מסווגים למספר משפחות: Amalgaviridae Birnaviridae Chrysoviridae Cystoviridae Endornaviridae Hypoviridae Megabirnaviridae Partitiviridae Picobirnaviridae Quadriviridae Reoviridae Totiviridae מינים אשר אינם מסווגים כנגיפים: La France isometric virus מיקרוביולוגיה RNA נגיף סרוסי, איל (1988), "אפיון מקטעי רנ"א דו-גדילי במערכת וירלית של פחמון התירס", תזה, ספריית מעדי החיים והרפואה באוניברסית תל אביב, קומה א' D מדיה וקבצים בנושא נגיפי RNA דו-גדילי בוויקישיתוף הדף "וירוס ה-ROTA", מתוך אתר המרכז הרפואי תל אביב ע"ש סוראסקי הדף "RNAi- כי רנ"א הוא יותר מסתם שליח", מתוך האתר של מכון דוידסון, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע המאמר "דרכו הארוכה של האר-אן-אי – מראשית החיים ועד לבית המרקחת", מאת ד"ר איגור אוליצקי, מתוך האתר של מכון ויצמן למדע Dryden, Kelly A.; Coombs, Kevin M.; Yeager, Mark. "Ch. 1: The Structure of Orthoreoviruses". Patton 2008. pp. 3–. Z. Hong Zhou. "Ch. 2: Cypovirus". Patton 2008. pp. 27–. Xiaofang Jiang; Crawford, Sue E.; Estes, Mary K.; Prasad, B. V. Venkataram. "Ch. 3: Rotavirus Structure". Patton 2008. pp. 45–. Editors: Mettenleiter; T.C. & Sobrino, F., Animal Viruses: Molecular Biology, Caister Academic, 2008, ISBN 978-1-904455-22-6 Roy P, שם הספר:Segmented Double-stranded RNA Viruses: Structure and Molecular Biology; מתוך הפרק: Structure and Function of Bluetongue Virus and its Proteins., Caister Academic Press, 2008, מסת"ב 978-1-904455-21-9 Baker, Matthew L.; Z. Hong Zhou; Wah Chiu. "Ch. 5: Structures of Phytoreoviruses". Patton 2008. pp. 89–. Reed B. Wickner, Jinghua Tang, Nora A. Gardner and John E. Johnson, שם הספר: Segmented Double-stranded RNA Viruses: Structure and Molecular Biology; מתוך הפרק: The Yeast dsRNA Virus L-A Resembles Mammalian dsRNA Virus Cores., Caister Academic Press, 2008 "A new virus from the plant pathogenic oomycete Phytophthora infestans with an 8 kb dsRNA genome: the sixth member of a proposed new virus genus". Virology. 435 (2): 341–9. בינואר 2013. doi:10.1016/j.virol.2012.10.012. PMID 23146209. {{cite journal}}: (עזרה) Ghabrial SA (1998). "Origin, adaptation and evolutionary pathways of fungal viruses". Virus Genes. 16 (1): 119–31. doi:10.1023/A:1007966229595. PMID 9562896. Rider, Todd H.; Zook, Christina E.; Boettcher, Tara L.; Wick, Scott T.; Pancoast, Jennifer S.; Zusman, Benjamin D. (2011). Sambhara, Suryaprakash (ed.). "Broad-Spectrum Antiviral Therapeutics". PLoS ONE. 6 (7): e22572. doi:10.1371/journal.pone.0022572. PMC 3144912. PMID 21818340. ...a new broad-spectrum antiviral approach, dubbed Double-stranded RNA (dsRNA) Activated Caspase Oligomerizer (DRACO)... הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.