레오바이러스과

1. 개요

레오바이러스과는 외피가 없는 정십이면체 캡시드를 가진 바이러스 과이다. 유전체는 9~12개의 분절로 구성된 이중 가닥 RNA(dsRNA)이며, 세포질에서 복제된다. 레오바이러스는 세포 표면의 수용체를 통해 숙주 세포에 침투하며, 복수 감염 재활성화를 통해 생존 가능한 바이러스를 형성하기도 한다. 레오바이러스과는 내부 캡시드에 "포탑" 단백질의 유무에 따라 세도레오바이러스아과와 스피나레오바이러스아과로 나뉘며, 다양한 속을 포함한다. 레오바이러스는 종양 용해 특성을 통해 암 치료에 활용될 가능성이 연구되고 있으며, 레올리신이라는 제제가 임상 시험 중에 있다.

2. 구조

레오바이러스는 외피가 없으며 바깥쪽(T=13)과 안쪽(T=2) 단백질 껍질로 구성된 정십이면체 캡시드를 가지고 있다. 초미세 구조 연구에 따르면 바이러스 입자 캡시드는 종에 따라 두 개 또는 세 개의 별도 층으로 구성되어 있다. 가장 안쪽 층(코어)은 T=1 정십이면체 대칭을 가지며 60가지 유형의 구조 단백질로 구성되어 있다. 코어에는 유전자 분절이 포함되어 있으며, 각 유전자 분절은 전사에 필요한 다양한 효소 구조를 암호화한다. 코어는 캡시드 층 T=13 정십이면체 대칭으로 덮여 있다. 레오바이러스는 표면에 당화된 스파이크 단백질을 포함하는 독특한 구조를 가지고 있다.

3. 유전체

레오바이러스과 바이러스의 유전체는 9~12개의 분절로 구성되며, 크기에 따라 L(대형), M(중형), S(소형)의 세 가지 범주로 분류된다. 분절의 크기는 약 0.2~3kbp이며, 각 분절은 1~3개의 단백질을 암호화한다(총 10~14개의 단백질). 레오바이러스과 바이러스의 단백질은 번역된 분절에 해당하는 그리스 문자로 표시된다(L 분절은 λ 단백질, M 분절은 μ 단백질, S 분절은 σ 단백질을 암호화한다).

4. 생활사

레오바이러스과 바이러스는 분절된 이중 가닥 RNA (dsRNA) 게놈을 가지며, 복제는 세포질에서만 일어난다. 바이러스는 복제 및 dsRNA 게놈을 양성 가닥 RNA로 변환하는 데 필요한 여러 단백질을 암호화한다.

바이러스는 세포 표면의 수용체를 통해 숙주 세포에 들어간다. 수용체는 알려지지 않았지만 시알산과 접합 부착 분자 (JAMs)를 포함하는 것으로 추정된다. 바이러스는 엔도리소솜의 프로테아제에 의해 부분적으로 외피가 벗겨지고, 캡시드는 세포 진입을 돕기 위해 부분적으로 소화된다. 이후 코어 입자는 알려지지 않은 과정을 통해 세포질로 들어가 게놈이 보존적으로 전사되어 양성 가닥이 과도하게 생성되며, 이는 음성 가닥 합성을 위한 전령 RNA 템플릿으로 사용된다.

로타바이러스 게놈은 11개의 분절로 구성되며, 각 분절은 RNA 합성을 담당하는 VP1 분자와 관련이 있다. 초기에는 11개 RNA 분절의 진입을 위한 선택 과정이 발생하며, 이는 새로 합성된 RNA에 의해 수행되어 각 분절이 하나씩 수신되도록 보장한다. 후기에는 전사 과정이 다시 발생하지만, 초기와 달리 캡핑되지 않는다. 바이러스 RNA 양은 다르지만 번역 단계에서 제어 기작을 통해 RNA 분절 양은 같고 단백질 양은 다르게 조절된다. 이는 RNA 분절이 동일한 속도로 번역되지 않기 때문이다.

바이러스 입자는 감염 후 6~7시간 후 세포질에서 조립된다. 번역은 누설 스캐닝, 종결 억제, 리보솜 건너뛰기를 통해 일어난다. 바이러스는 단일 부분 비튜블 유도 바이러스 이동, 세포 간 이동, 세포 사멸 후 폐색체에 존재 및 다른 숙주를 찾을 때까지 감염성을 유지하는 방식으로 숙주 세포에서 빠져나온다.

5. 복수 감염 재활성화

복수 감염 재활성화(MR)는 비활성화된 유전체 손상을 포함하는 둘 이상의 바이러스 유전체가 감염된 세포 내에서 상호 작용하여 생존 가능한 바이러스 유전체를 형성하는 과정이다. McClain과 Spendlove는 자외선 조사 후 3가지 유형의 레오바이러스과에 대한 MR을 입증했다. 그들의 실험에서, 레오바이러스 입자는 단일 감염에서는 치명적인 UV-빛에 노출되었다. 그러나 둘 이상의 비활성화된 바이러스가 개별 숙주 세포를 감염하도록 허용되었을 때 MR이 발생했고 생존 가능한 자손이 생성되었다. 그들이 언급했듯이, 복수 감염 재활성화는 정의상 어떤 유형의 복구를 포함한다. Michod 등은 다양한 바이러스에서 MR의 수많은 사례를 검토했으며, MR이 유전체 손상의 재조합 복구의 이점을 제공하는 바이러스에서 흔한 형태의 성적 상호 작용이라고 제안했다.

6. 분류

레오바이러스과는 세도레오바이러스아과(Sedoreovirinae)와 스피나레오바이러스아과(Spinareovirinae)라는 두 개의 아과로 나뉜다. 각 아과의 속(屬)은 다음과 같다.

기타 속으로 Crabreovirus가 있다.

6.1. 스피나레오바이러스아과 (Spinareovirinae)

레오바이러스과는 내부 캡시드에 "포탑" 단백질의 유무에 따라 두 개의 아과로 나뉘는데, 그 중 하나가 스피나레오바이러스아과(Spinareovirinae)이다. 국제 바이러스 분류 위원회(ICTV)에 따르면 "스파이킹 또는 포탑 바이러스를 포함하는 아과를 식별하기 위해 Spinareovirinae라는 이름이 사용될 것이며, 'reovirus'와 라틴어 'spina'에서 파생되었으며, 접두사로 'spike'를 의미하며, 코어 입자 표면에 스파이크 또는 포탑이 있음을 나타낸다." 'spiked'라는 용어는 초창기 연구에서 특히 사이포바이러스(cypoviruses)의 입자 구조를 설명하는 데 사용되었던 'turreted'의 대안이다.

스피나레오바이러스아과에는 다음과 같은 속(屬)들이 있다.

* Aquareovirus
* Coltivirus
* Cypovirus
* Dinovernavirus
* Fijivirus
* Idnoreovirus
* Mycoreovirus
* Orthoreovirus
* Oryzavirus

6.2. 세도레오바이러스아과 (Sedoreovirinae)

레오바이러스과는 크게 Sedoreovirinae와 Spinareovirinae라는 아과로 나뉜다.

국제 바이러스 분류 위원회(ICTV)에 따르면 "스파이킹 또는 포탑 바이러스를 포함하는 아과를 식별하기 위해 Spinareovirinae라는 이름이 사용될 것이며, 'reovirus'와 라틴어 'spina'에서 파생되었으며, 접두사로 'spike'를 의미하며, 코어 입자 표면에 스파이크 또는 포탑이 있음을 나타냅니다. 'spiked'라는 용어는 초창기 연구에서 특히 사이포바이러스(cypoviruses)의 입자 구조를 설명하는 데 사용되었던 'turreted'의 대안입니다. Sedoreovirinae라는 이름은 비(非)포탑 바이러스 속을 포함하는 아과를 식별하기 위해 사용될 것이며, 'reovirus'와 라틴어 'sedo'에서 파생되었으며, 'smooth'를 의미하며, 비교적 매끄러운 형태를 가진 이 바이러스의 코어 입자에 스파이크나 포탑이 없음을 나타냅니다."

; Sedoreovirinae 아과의 속

* Cardoreovirus
* Mimoreovirus
* Orbivirus
* Phytoreovirus
* 로타바이러스(Rotavirus)
* Seadornavirus

7. 치료 응용

레오바이러스는 대부분 인간에게 병원성이 없지만, 이 바이러스는 바이러스 발병기전 연구를 위한 매우 생산적인 실험 모델로 사용되어 왔다. 신생 마우스는 레오바이러스 감염에 극도로 민감하며, 레오바이러스 발병기전 연구를 위한 선호되는 실험 시스템으로 사용되어 왔다.

레오바이러스는 종양 용해(암세포 살상) 특성을 가지고 있는 것으로 나타났으며, 암 치료를 위한 레오바이러스 기반 치료법 개발을 장려하고 있다.

레올리신은 레오바이러스(포유류 정형 레오바이러스 3형-데어링 균주) 제제로, 현재 다양한 암 치료를 위한 임상 시험이 진행 중이며, 여기에는 레올리신을 다른 면역 치료법과 병용하여 그 역할을 연구하는 연구도 포함된다.

8. 관련 인물

시호 요시로