Семейство ретровирусов подсемейство лентивирусов

Приборы, как и другие изделия, на пути от идеи создания до эксплуатации и последующей утилизации проходят ряд состояний.

Жизненным циклом изделия называется совокупность этапов или последовательность процессов, через которые проходит изделие за время своего существования.

Основные этапы жизненного цикла изделий приборостроения представлены на рисунке 1.9.

Рис.1.9. Жизненный цикл изделий приборостроения

НИР направлен на исследование принципа функционирования изделия и получения исходных данных для ОКР.НИР завершается макетом изделия и отчетом по НИР.

ОКР выполняются с целью разработки конструкторской документации (кд), изготовление и испытание опытного образца. По результатам испытаний опытного образца дается заключение о возможности изготовления установочной серии с последующем переходом к серийному производству.

Проектирование разделяют на три подпроцесса: функциональное, конструкторское и технологическое проектирование. Объектами функционального проектирования (называемого схемным) являются оптические, электрические, кинематические и другие схемы. При этом производится оптимизация структуры и закладывается фундамент качества. Проектирование схем выполняют инжинеры - проектировщики: электрики, электронщики, оптики, механики. Объектами конструкторского проектирования является 3d структура прибора, из которой формируют чертежи деталей узлов инженеры-конструкторы. Объектами технологического проектирования являются технологические процессы. Как правило оно выносится в отдельный этап - технологическая подготовка производства - совокупность методов организации, управления и решения технологических задач на основе применения комплексной стандартизации, автоматизации, экономико-математических моделей и средств техэнического оснощения.

Производство включает такие этапы, как изготовление деталей, сборку и испытание.

Эксплуатация изделий эффективна, когда качественно проведены все предидущие этапы жизненного цикла, функционирует система обслуживания изделия, а так же соблюдаются правила эксплуатации.

Утилизация - важный этап жизненого цикла. Изделие необходимо спроектировать и изготовить так, чтобы утилизация не наносила вред окружающей среде, была проста и безопасна.

Маркетинг –это искусство и наука правильно выбирать целевой рынок, привлекать, сохранять и наращивать количество потребителей посредством создания у покупателя уверенности, что он представляет собой наивысшую ценность для компании.

На первом этапе жизненного цикла, осуществляется технический анализ и выявление потребностей в изделии, а также оценивается возможность его физической реализации с позиций, конкурентоспособности на рынке и экономической целесообразности для производителя.

Конкурентоспособность –свойство объекта, характеризующее степень удовлетворения конкретной потребности по сравнению с лучшими аналогичными объектами, представленными на данном рынке.

Длительность всех стадий жизненного цикла изделия коренным образом влияет на его экономическую эффективность. Особое значение имеет сокращение сроков конструкторско –технологической подготовки производства, в том числе и обеспечение определенной параллельности выполнения отдельных этапов.

Для этого необходимо:

– снизить до минимума все изменения, вносимые в изделие после передачи результатов от одного этапа к другому;

– определить и реализовать рациональную параллельность работ, фаз, стадий цикла;

– обеспечить сокращение затрат времени на выполнение отдельных этапов.

Решение первой задачи обеспечивается инженерно –техническими методами: стандартизация, унификация, обеспечение качества и надежности, применение САПР и т.д., а второй осуществляется путем применения планово –координационных методов. Третья задача связана с первой и состоит в использовании организационных методов развитие технического обеспечения, автоматизации, средств планирования, функционально –стоимостного анализа, опытного производства и т.д.

Повышение качества все процессов жизненного цикла изделия связано с эффективным управлением ресурсами, используемыми при выполнении этих процессов. В настоящее время наиболее распространенной концепцией повышения эффективности управления информационными ресурсами является концепция CALS (от англ. Continuous Acquisition and Lifecycle Support –непрерывный сбор информации и поддержка жизненного цикла) или ИПИ (информационная поддержка изделия) – технологии. Предметом CALS являются технологии совместного использования и обмена информацией (информационной интеграции) в процессах, выполняемых на этапах жизненного цикла изделия. Информационная интеграция заключается в том, что все автоматизированные системы, применяемые на различных стадиях жизненного цикла, оперируют с формализованными информационными моделями, описывающими изделие, технологии его производства и использования.

Особенно эффективно использование CALS –технологий в технологической подготовке производства, как важнейшем этапе жизненного цикла, обеспечивающим конкурентоспособность изделия.

Контрольные вопросы к 1 разделу.

1. Понятие изделия. Классификация изделий. Приведите примеры изделий основного и вспомогательного производства.

2. . Понятие изделия. Классификация изделий. Приведите примеры изделий специфицированных и неспецифицированных. Принципиальное отличие комплекта и комплекса.

3.Основные типовые условия эксплуатации изделий приборостроения. Климатические и механические.

4.Особенности деталей приборов, как объектов изготовления.

5.Особенности деталей приборов, как объектов сборки и испытаний.

6.Особенности деталей приборов, как объектов испытаний.

8. Качественная и количественная оценка технологичности. Кем, когда и с какими целями производятся? Критерии качественной оценки технологичности. Примеры качественной оценки технологичности.

9. Примеры отработки элементов конструкции на технологичность.

10.Классификация показателей технологичности и их смысл. Принципы назначения показателей оценки технологичности.

11.Содержание мероприятий по отработке на технологичность на этапе разработки конструкции изделий.

12. Методика расчета комплексного показателя технологичности и оценка его численных значений.

13.Нормативный показатель технологичности. Его назначение и динамика значений при переходе от опытного образца к серийному производству.

13.Рекомендации по отработке изделий на технологичность на этапе производства.

14.Пути повышения технологичности конструкции изделий приборостроения.

15. Жизненный цикл изделий приборостроения.

16. Маркетинг, как этап жизненного цикла изделий приборостроения. Цели и основное содержание.

17.НИР, как этап жизненного цикла изделий приборостроения. Цели, основное содержание выходные параметры.

18.ОКР, как этап жизненного цикла изделий приборостроения. Цели и основное содержание.

19. Задачи и особенности функционального проектирования приборов. Кто выполняет функциональное проектирование? Чем оно заканчивается?

20. Задачи и особенности конструкторского проектирования приборов. Кто его выполняет? Какие и кем готовятся документы по окончании?

21. Объекты и задачи технологического проектирования деталей приборов. Понятие технологической подготовки производства.

22. Производство и его этапы в жизненном цикле изделий приборостроения.

23.Реализация, как этап жизненного цикла изделий приборостроения.

24.Эксплуатация, как этап жизненного цикла изделий приборостроения.

25.Утилизация, как этап жизненного цикла изделий приборостроения.

26. Пути сокращения длительности этапов жизненного цикла изделий приборостроения.

ВИЧ-инфекция и СПИД в тропических странах. Этиология. Возбудитель. Его основные свойства. Классификация. Клиника

ЦарствоВирусы. СемействоRetroviridae. Подсемейство Lentivirus.

Определение: Вирусная инфекция, приводящая к развитию иммунодефицита с последующим развитием вторичных инфекционных (оппортунистические инфекции) и неинфекционных (опухолевых) процессов, осложнений и летального исхода. Первоначальное название – СПИД (AIDS) – синдром приобретенного иммунодефицита.

В настоящее время выделено 2 типа вируса иммунодефицита человека (ВИЧ):
ВИЧ-1 - это основной возбудитель ВИЧ-инфекции; основные места распространения - Северная и Южная Америка, Европа и Азия.
ВИЧ-2 - это менее вирулентный аналог ВИЧ-1, редко вызывает типичные проявления синдрома приобретенного иммунодефицита и не так широко распространен.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) был идентифицирован практически одновременно двумя исследователями: Люк Монтаньи (институт Пастера - Франция) в 1983 (в последующем признан ВИЧ-1) и в США в Национальном институте здоровья Робертом Галло. Считается, что до 70% зеленых мартышек (Центральная Африка) являются носителями близкого к ВИЧ вируса. Предполагается эволюционная адаптация вируса к человеку (преодоление межвидового барьера). Это подтверждается распространением ВИЧ-инфекции из Центральной Африки, где отмечается высокая инфицированность вирусом местного населения. Естественное распространение за счет негроидов произошло в Карибскую зону, а оттуда по всему миру.

Вирусология. ВИЧ относится к семейству ретровирусов, подсемейству лентивирусов. Лентивирусы вызывают хронические инфекции с длинным латентным периодом, персистирующей репродукцией вируса и поражением ЦНС.

С помощью электронной микроскопии показано, что ВИЧ-1 и ВИЧ-2 имеют сходную структуру. В то же время у них есть и отличия — по молекулярной массе белков и некоторым дополнительным генам. Филогенетически ВИЧ-2 ближе к вирусу иммунодефицита обезьян, чем к ВИЧ-1. Предполагают, что у людей инфекция, вызванная ВИЧ-2, появилась в результате заражения от обезьян. Репликация как ВИЧ-1, так и ВИЧ-2 происходит в лимфоцитах CD4; оба вируса вызывают СПИД, хотя у инфицированных ВИЧ-2 он обычно протекает легче.

Во всем мире большинство случаев СПИДа сегодня вызвано ВИЧ-1, поэтому, говоря о ВИЧ, мы будем подразумевать именно вирус первого типа.

Морфология.Диаметр ВИЧ-1 составляет 100 нм. Снаружи вирус окружен липидной мембраной, в которую встроены 72 гликопротеидных комплекса. Каждый из этих комплексов образован тремя молекулами поверхностного гликопротеида (gp120) и тремя трансмембранного (gp41). Связь между gp120 и gp41 довольно слабая, и поверхностный гликопротеид может спонтанно отсоединяться от вируса. Поэтому gp120 обнаруживается в сыворотке, а также лимфоидной ткани ВИЧ-инфицированных. При отпочковывании ВИЧ от клетки ее мембранные белки, встраиваются в липидную мембрану вируса. Эти белки облегчают адгезию вируса к клеткам-мишеням. Внутри к липопротеидной оболочке прилежит матриксный белок p17. Сердцевину вируса (капсид) составляет капсидный белок p24, который окружает белковонуклеиновый комплекс: две молекулы вирусной РНК, связанные с протеидом p7 и обратной транскриптазой p66. Вирус содержит все необходимые ферменты для репликации: обратную транскриптазу, интегразу p32 и протеазу p11

Рис.1 Схема строения ВИЧ

Жизненный цикл ВИЧ и мишени для антиретровирусной терапии.Жизненный цикл ВИЧ после проникновения в организм имеет последовательный характер, выделяют несколько этапов репликации ВИЧ в восприимчивых клетках инфицированного человека.

1. Связывание вириона с поверхностью клетки. Главным рецептором для ВИЧ – является рецептор CD4.CD4 — это мономерный гликопротеид массой 58 кДа, который обнаруживается на поверхности примерно 60% T-лимфоцитов, предшественников T-лимфоцитов в костном мозге и тимусе, а также моноцитов, макрофагов, эозинофилов, дендритных клеток и клеток микроглии ЦНС.

2. Слияние мембран вириона и клетки. Гликопротеид gp120 сначала связывается с определенными эпитопами CD4(мономерный трансмембранный гликопротеин надсемейства Ig с молекулярной массой 55 кд). После этого gp120 претерпевает конформационные изменения, благодаря которым он способен связываться с корецептором. От связывания gp120 с корецептором зависит слияние внешней оболочки вируса с клеточной мембраной. Трансмембранный гликопротеид gp41 (часть гликопротеида внешней оболочки вируса gp160) играет ключевую роль в слиянии внешней оболочки вируса и клеточной мембраны подобно гемагглютинину вируса гриппа. После связывания gp120 с рецептором CD4, в gp41 происходят конформационные изменения, в результате которых гидрофобный N-концевой фрагмент gp41 внедряется в мембрану клетки-мишени.

3. Проникновение вируса внутрь клетки приводит квысвобождению нуклеотида и геномной РНК вируса, обратной траскрипции геномной РНК ВИЧ и образование ДНК (участие фермента обратной транскриптазы). Первоначально образуется однонитевая структура, затем та же обратная транскриптаза обеспечивает образование второй нити, и линейная промежуточная форма ДНК-транскриптаза вируса транспортируется в ядро. Синтез провирусной ДНК на матрице вирусной РНК в цитоплазме клетки под действием фермента обратной транскриптазы — это ключевой момент в репродукции ВИЧ. ВИЧ проникает как в активированные T-лимфоциты, так и в покоящиеся, однако в покоящихся клетках не завершается синтез вирусной ДНК. В покоящихся T-лимфоцитах образованная в результате обратной транскрипции провирусная ДНК не встраивается в геном клетки хозяина. Для того, чтобы клеточная ДНК встроилась в ДНК клетки-хозяина необходима активация клетки и перемещение вирусного преинтеграционного комплекса из цитоплазмы в ядро. Имеется все больше указаний, что вирусный гликопротеид gp120 сам способен активировать зараженные клетки, способствуя тем самым встраиванию вирусной ДНК в клеточный геном. Помимо моноцитов, макрофагов и клеток микроглии невстроенная в клеточный геном провирусная ДНК ВИЧ содержится в покоящихся лимфоцитах CD4 — долгоживущих клетках, которые являются важным резервуаром ВИЧ и латентной инфекции.

4. Интеграция ДНК ВИЧ в геном инфицированной клетки (участие фермента ВИЧ – интегразы) – образование ДНК провируса ВИЧ.

4. Активация транскрипции с ДНК провируса и последующая транскрипция белков вируса, наработка всех компонентов вируса с формированием новых вирионов и их высвобождением из клетки, (участие фермента ВИЧ – протеазы).

5. Расщепление молекул предшественников протеазой ВИЧ — необходимое условие для образование новых вирусных частиц, этот фермент служит еще одной мишенью для антиретровирусной терапии.

6. Сборка вирусов происходит поэтапно: из вирусной РНК, белков Gag и ферментов Pol образуется нуклеокапсид, который перемещается к клеточной мембране. Крупные молекулы-предшественники расщепляются вирусной протеазой, после чего завершается сборка зрелых вирусов и они отпочковываются от клетки. При отпочковывании в липидную оболочку вируса могут встраиваться различные белки клетки-хозяина, фосфолипиды и холестерин. В отличие от T-лимфоцитов, в которых отпочковывание происходит на поверхности клеток и приводит к выделению вирусов в межклеточное пространство, в моноцитах и макрофагах процесс завершается накоплением вируса внутри клеточных вакуолей.

Репликация ретровирусов подвержена ошибкам и характеризуется высокой частотой спонтанных мутаций. В среднем при обратной транскрипции происходит от 1 до 10 ошибок на один геном или один цикл репликации. Мутации могут приводить утрате вирусом способности к репликации. С другой стороны, могут появляться и накапливаться мутации, в результате которых вирус приобретает устойчивость к антивирусным препаратам.

Кроме того, для ВИЧ характерна высокая скорость репликации и, соответственно, большой оборот вирусных частиц: в среднем за сутки образуется и разрушается 1 млрд вирусных частиц.

Тимус и костный мозг – первичные сайты лимфопоэза( процесс развития и созревания лимфоцитов) и также могут сайтами репликации ВИЧ. Центральная нервная система – доказанный сайт репликации ВИЧ, поскольку из ткани мозга были выделены инфицированные ВИЧ макрофаги и глиальные клетки(Глиальные клетки окружают нервные клетки и в некоторых местах тесно соприкасаются с ними), кроме того ВИЧ был изолирован из спинномозговой жидкости. Эти факты подтверждают, что ЦНС является резервуаром для ВИЧ.

Урогенитальный тракт. Репликация ВИЧ была обнаружена в Т-лимфоцитах (Т-киллеры, цитотоксические T-лимфоциты, вид Т-лимфоцитов, осуществляющий лизис повреждённых клеток собственного организма) и макрофагах семенной жидкости и в эпителии почечных канальцев, эпителии цервикального канала. Таким образом, процесс инфицирования вирусом иммунодефицита человека клетки-мишени можно разделить на следующие стадии:

1. Связывание вириона с поверхностью клетки. Рецепция вируса.
2. Слияние мембран вируса и клетки. Проникновение вируса внутрь клетки.
3. Высвобождение нуклеоида и геномной РНК вируса.
4. Синтез провирусной ДНК по матрице геномной РНК вируса.
5. Интеграция генома провируса в геном клетки.
6. Активация процесса транскрипции с ДНК провируса, трансляция белков вируса.
7. Активная репликация вируса, то есть продукция всех компонентов вируса и формирование из них зрелых дочерних вирионов.
8. Высвобождение вирионов и отдельных белков ВИЧ из клетки-хозяина во внешнюю среду и беспрепятственное заражение других клеток. Цитопатогенные эффекты ВИЧ.

Эпидемиология.ВИЧ-инфекция — антропонозное заболевание с преимущественно кровя­ным нетрансмиссивным механизмом заражения

ПУТИ ПЕРЕДАЧИ ВИЧ

Заразиться ВИЧ можно несколькими путями.

Передача ВИЧ возможна:

· при половом контакте без презерватива с ВИЧ-инфицированным;

· при переливании инфицированной крови или продуктов крови (заражение возможно также при искусственном оплодотворении, трансплантации кожи и органов);

· при использовании нестерильных игл и шприцев, которыми делали инъекции ВИЧ-инфицированный;

· от матери ребенку (во время беременности, родов и при кормлении грудью).

Медицинские работники и лаборанты могут заразиться при выполнении служебных обязанностей; Можно совершенно точно утверждать, что ВИЧ непередается москитами, комарами, блохами, пчелами и осами. ВИЧ непередается при бытовых контактах.

Латентная стадия или асимптомная инфекция (АИ) может длиться от 2 до 10 лет. В этот период, несмотря на инфицированность, человек остается клинически здоровым, у него отсутствуют признаки иммунодефицита. В этот период виремия ВИЧ минимальна, СД4+ остаются на уровне здорового человека. Длительность АИ зависит от многих причин, в первую очередь от исходного состояния иммунной системы человека, от наличия факторов негативно влияющих на состояние здоровья инфицированного (наркомания, алкоголизм, низкий социо-экономический статус и др.)

Симптомные стадии ВИЧ–инфекции (пре-СПИД, СПИД) возникают на фоне роста виремии ВИЧ, снижения СД4+ и проявляются манифестацией оппортунистических инфекций и ВИЧ-ассоциированных опухолей.

Профилактика - единственное доступное и достаточно эффективное средство, которое мы можем использовать в широких масштабах и которое может помочь населению противостоять этой болезни.

Ретровирусы содержат две идентичные молекулы геномной РНК и РНК-зависимую ДНК-полимеразу (обратную транскриптазу, ревертазу). Ретровирусы выделены от множества видов животных и проявляют разнообразный спектр патогенного потенциала. Семейство включает вирусы 7 родов: альфа-, бета-, гамма-, дельта-, эпсилонретровирусы, лентивирусы и спумавирусы. Семейство включает вирусы, патогенные для человека и многих видов животных.

Большинство ретровирусов обладают выраженным тропизмом к клеткам лимфОретикулярной и гемопоэтической системы. Ретровирусы у специфических для них видов животных встречаются повсеместно. В борьбе с ретровирусными инфекциями основной мерой является предотвращение передачи вируса.

Вирионы ретровирусов представляют собой округлые оболочечные частицы диаметром 80—100 нм, обладающие уникальной трехслойной структурой. Центральная часть вириона представлена нуклеопротеиновым комплексом, который включает около 30 молекул ревертазы и имеет спиральную симметрию. Эта структура окружена икосаэдрическим капсидом диаметром около 60 нм, покрытым оболочкой, происходящей из мембраны клетки, от которой отходят гликопротеиновые пепломеры. Лентивирусы имеют на поверхности примерно 72 шишкоподобных пепломера длиной около 10 нм с яйцевидным концевым уплотнением.

Ретровирусы имеют диплоидный геном, представляющий инвертированный димер из двух молекул линейной позитивной полярности, оцРНК; каждая молекула содержит 7-11 тн и имеет полиА последовательность на З'-конце и КЭП-структуру на 5'-конце. Детальная организация геномов разных ретровирусов широко варьирует.

Геном ретровирусов уникален в следующих отношениях:
1) является единственным диплоидным;
2) вирусная РНК синтезируется и изменяется с помощью механизма, изменяющего клеточную мРНК;
3) это единственный геном, связанный со специфическим переносом функции РНК целиком к первичной репликации;
4) это единственная оц(+)РНК, которая не является мРНК вскоре после инфекции;
5) это единственный геном, кодирующий обратную транскриптазу, которая сама по себе уникальна.

Среди многих своих функций обратная транскриптаза служит в качестве РНК-зависимой ДНК полимеразы, а ДНК-зависимая ДНК полимераза, интеграза и РНКаза, каждая в меру своей определенной функции, представляют различную часть белковой молекулы. Геном недефектных ретровирусов содержит три разных гена, каждый из которых кодирует два и более белка. Gag ген кодирует вирионные коровью белки, pol ген кодирует обратную транскриптазу, a env ген кодирует вирионные пепломерные белки. Геном кодирует также несколько определенных вирионных компонентов.

Геном быстро трансформирующих ретровирусов содержит четвертый ген — вирусный онкоген (v-onc). Присутствие онкогена обычно связано с делецией в другом месте генома, обычно в env гене, так что большинство v-onc содержащих вирусов не способны синтезировать полностью оболочку и поэтому являются дефектными по репликации. Они всегда находят связь с недефектными вирусами, которые реплицируются полностью и функционируют в качестве помощников. Вирус саркомы Рауса является исключением. Его геном содержит вирусный онкоген v-src и также полные gag, pol и env гены, и поэтому является репликативнокомпетентным.

Vpu, vpr и vpx найдены в лентивирусах приматов. Vpu способствует созреванию вирусных гликопротеинов и освобождению вирионов почкованием; Vpr -слабый активатор транскрипции; Vpx, по-видимому, способствует репликации в Т-лимфоцитах и макрофагах.

При продуктивной инфекции вирионы формируются и освобождаются почкованием через плазматическую мембрану. Некоторые ретровирусы вызывают образование опухолей.

Спумавирусы являются необычными ретровирусами во многих отношениях. Они выделены от человека, обезьян, КРС, кошек, морских львов и хомяков. Они представляют проблему, когда контаминируют клеточные культуры, но их связь с заболеваниями неизвестна. Существует мнение, что пенящие вирусы ближе стоят к ДНК гепаднавирусам.

Эндогенный ретровирус свиней (PERV) найден у всех исследованных пород свиней. Известны три субгруппы этого вируса: А, В и С. Все свиньи содержат множественные провирусы (около 50) в своем геноме. PERVлатентно инфицирует многие культуры клеток свиньи и, реже, человека. Патогенность этого вируса не установлена.

Онковирусы, в отличие от лентивирусов, реплицируются в делящихся клетках. В составе ретровирусов обнаружено 11-13 белков. Часть из них локализована в сердцевине, а главный внутренний белок Р27 - Р30 - в мембране, окружающей РНК. В составе липопротеиновой оболочки 2-5 гликопротеинов, из которых более крупный образует головку шипика и является главным компонентом оболочки, а более мелкие белки образуют отросток, погруженный в билипидный слой. Различные белки ответственны за групповую и типовую специфичность. Подгрупповые и типоспецифические антигены связаны с наружными гликопротеинами и выявляются в РН, РСК, ИФ и РИД. Группоспецифические антигены связаны с белками сердцевины. Их обнаруживают в РСК, ИФ и РИД. Главный внутренний белок Р27 - РЗО - основной группоспецифический антиген, общий для всех ретровирусов птиц или млекопитающих, относящихся к одной группе.

Согласно предложенной ранее номенклатуре структурные белки ретровирусов обозначали следующим образом: МА - матриксный, СА - капсидный, NC -белок нуклеокапсида, SU - поверхностный, ТМ - трансмембранный, PR- протеаза, RT - ревертаза, IN - белок интеграции.

Классифицикацию лентивирусов в пять серотипов осуществляют по таксонам позвоночных, которых заражают соответствующие серотипы (приматы, овцы и козлы, лошади, кошки, крупный рогатый скот). Лентивирусы приматов отличаются по рецептору CD4 и по отсутствию фермента dUTPазы. Некоторые группы имеют антигены gag с перекрестной специфичностью.

Морфология

Вирионы имеют оболочку, немного плейоморфные, имеют сферическую форму и диаметр около 80-100 нм. Выступы вирусной оболочки делают поверхность неровной. Нуклеоид концентрический, палочновидный либо имеет вид усеченного конуса.

Структура генома и репликация

Геном вирусов содержит три гена, которые располагаются в геномной РНК в таком порядке 5´-gag-pol-env-3´ . Также геном содержит вспомогательные гены, которые отличаются у разных вирусов (в случае ВИЧ-1 это vif, vpr, vpu, tat, rev, nef). Продукты вспомогательных генов принимают участие в регуляции репликации геномной РНК. Длинные концевые повторы имеют длину около 600 нуклеотидов, участок U3 имеет длину 450, последовательность R — 100 и участок U5 около 70 нуклеотидов.

Лентивирусы способны заражать соседние клетки при непосредственном контакте без образования внеклеточных частиц.

Антигенные свойства

Антигенные детерминанты штаммоспецифичны. Детерминанты, определяющие серотип, находятся на оболочке вируса и являются гликопротеинами. Классификация лентивирусов иногда основывается на антигенных свойствах.

Физико-химические характеристики вирионов

• Общие
  • Плавучая плотность 1,16-1,18 г/см −3 в сахарозе
  • Вирионы чувствительны к нагреванию, детергентам и формальдегиду
  • Инфективность не снижается при радиоактивном облучении
• Нуклеиновые кислоты
  • Вирионы содержат около 2 % нуклеиновых кислот
  • Геном состоит из димеров
  • Вирионы содержат по одной молекуле линейной (+) одноцепочечной РНК
  • Общая длина одного мономера генома составляет 9200 нуклеотидов
  • Геном имеет повторяющиеся концевые последовательности; длинные концевые повторы составляют около 600 нуклеотидов
  • 5'-конец геном кэпирован, последовательность кэпа — m7G5ppp5’GmpNp
  • 3'-конец каждого мономера содержит поли(А); 3'-конец имеет структуру, подобную тРНК и соединяется с лизином
  • Внутри капсида содержится исключительно геномная нуклеиновая кислота
• Белки
  • Вирионы содержат 11 разных белков, которые составляют 60 % вирусной частицы
  • Пять основных структурных белков по молекулярной массе
    • 120 кДа. Gp120 гликозилированный белок оболочки SU, кодируемый вирусным геном env
    • 41 кДа. Gp41 гликозилированный трансмембранный белок оболочки TM, кодируемый вирусным геном env
    • 24 кДа. P24 негликозилированный белок капсида CA
    • 17 кДа. P17 негликозилированный белок ядермного матрикса MA
    • 7-11 кДа. Негликозилированный белок капсида NC
      • Белки MA, CA и NC закодированы геном gag
  • Белки оболочки SU и TM гликозилированы как минимум у некоторых лентивирусов (ВИЧ, вирус иммунодефицита обезьян). Гликозилирование, по-видимому, играет важную роль в маскировании и обеспечивают разнообразие антигенных участков, необходимых для иммунного ответа хозяина.
  • Обычно обнаруживаются четыре неструктурных белка, из них три — у лентивирусов приматов.
    • Белок размером 66 кДа. Обратная транскриптаза RT, кодируемая геном pol.
    • Белок размером 32 кДа. Интеграза IN, также кодируемая геном pol.
    • Белок размером 14 кДа. Протеаза PR, кодируемая геном pro.
    • dUPTаза DU, функция которой неизвестна.
• Липиды: вирионы содержат около 35 % липидов.
• Углеводы: вирионы содержат около 3 % сахаров.

Применение

Лентивирусы являются удобными векторами для введения генов в системы in vitro или животные модели. Лентивирусные векторы успешно используются для доставки генно-инженерных конструкций для блокирования экспрессии специфических генов по механизму РНК-интерференции. [2] Экспрессия коротких РНК, содержащих шпильки (shRNA) снижает экспрессию заданного гена и таким образом позволяет судить о функциях данного гена в модельном объекте. Подобные исследования могут предшествовать разработке новых лекарственных препаратов для лечения заболеваний при помощи блокирования экспрессии определенных генов.

Также лентивирусные векторы используют для введения новых генов в клетки человека или животных. Например, в случае модели гемофилии на лабораторных мышах экспрессия тромобоцитарного фактора VIII дикого типа приводит к восстановлению нормального фенотипа. [3] Использование лентивирусных векторов имеет некоторые преимущства перед другими методами терапии генами. Лентивирусы заражают делящиеся и неделящиеся клетки, длительно экспрессируют трансген, и обладают низкой иммуногенностью. Лентивирусы, экспрессирующие PDGF (фактор роста тромбоцитов) успешно используются для трансфекции мышей, страдающих диабетом. [4] Возможно, подобные способы терапии генами будут в дальнейшем будут проводиться и на людях. Векторы на основе гаммаретровирусы и лентивирусов применяются уже более чем в 300 клинических испытаниях, направленных на разработку способов лечения различных заболеваний. [5]