렌티바이러스

3. 생김새

바이러스 입자(비리온)는 외피를 가지고 있으며, 약간 다형성이다. 구형이며, 직경은 80~100nm이다. 바이러스 외피의 돌출부는 표면을 거칠게 보이게 할 수 있으며, 핵양체는 막대 모형이거나 원뿔 모양이다.^[30][7] 캡시드 코어는 원통형 또는 원뿔형으로 성숙한다.^[6] 바이러스 외피의 돌출부는 표면을 거칠게 하거나, 작은 펩플로머 (약 8nm)가 표면에 균일하게 분산될 수 있다.^[7]

4. 유전체 조직과 복제

렌티바이러스는 뉴클레오캡시드 단백질에 결합된 2개의 센스, 단일 가닥 RNA를 포함한다.^[8] 모든 레트로바이러스와 마찬가지로, 렌티바이러스는 ''gag'', ''pol'' 및 ''env'' 유전자를 가지고 있으며, 바이러스 단백질을 5´-''gag''-''pol''-''env''-3´ 순서로 코딩한다. 다른 레트로바이러스와 달리 렌티바이러스는 ''tat'' 및 ''rev''라는 두 개의 조절 유전자를 가지고 있다. 바이러스에 따라 ''vif'', ''vpr'', ''vpu'', ''nef''와 같은 추가적인 부속 유전자를 가질 수 있으며, 이들의 생성물은 바이러스 RNA의 합성 및 처리, 그리고 다른 복제 기능의 조절에 관여한다. 장말단 반복서열(LTR)은 약 600 nt 길이이며, 그 중 U3 영역은 450 nt, R 서열은 100 nt, U5 영역은 약 70 nt이다.

레트로바이러스는 캡시드 내에 RNA 유전체에 결합하는 단백질(역전사 효소와 인테그라제)을 운반하며, 이들은 일반적으로 유전체 복제의 초기 단계에 관여한다. 역전사 효소는 바이러스가 암호화한 RNA 의존성 DNA 중합효소로, 바이러스 RNA 유전체를 주형으로 사용하여 상보적인 DNA 사본을 합성하고, RNA 주형을 파괴하는 RNase H 활성을 가지고 있다. 인테그라제는 역전사 효소에 의해 생성된 바이러스 cDNA와 숙주 DNA 모두에 결합하여 바이러스 유전체를 숙주 DNA에 삽입하기 전에 LTR을 처리한다. Tat은 전사 동안 전사 활성화 인자로 작용하여 개시 및 신장을 향상시킨다. Rev 반응 요소는 전사 후 작용하여 mRNA 스플라이싱 및 세포질로의 수송을 조절한다.^[9]

5. 프로테옴

렌티바이러스 프로테옴은 구조 단백질, 효소, 유전자 조절 단백질, 보조 단백질 등으로 구성된다.^[7]

5. 1. 구조 단백질

외피 단백질 SU와 TM은 일부 렌티바이러스(HIV, SIV)에서, 또는 전부에서 당화된다. 당화는 숙주가 면역 반응을 일으키는 데 필요한 항원 부위의 은폐 및 변이에 구조적 역할을 하는 것으로 보인다.^[7]

5. 2. 효소

• 역전사 효소 RT는 ''pol'' 유전자에 의해 암호화된다. 단백질 크기는 66000Da이다.
• 인테그라아제 IN은 ''pol'' 유전자에 의해 암호화된다. 단백질 크기는 32000Da이다.
• 프로테아제 PR은 ''pro'' 유전자(일부 바이러스에서는 ''pol'' 유전자의 일부)에 의해 암호화된다.
• dUTPase DU는 ''pro'' 유전자(일부 바이러스에서는 ''pol'' 유전자의 일부)에 의해 암호화된다. 역할은 아직 알려지지 않았으며, 단백질 크기는 14000Da이다.

5. 3. 유전자 조절 단백질

6. 역학

렌티바이러스의 숙주는 영장목(인간, 유인원, 원숭이), 식육목(고양이, 개, 기타 육식동물), 기제목 및 우제목(굽이 갈라진 유제류)에서 발견된다. 매개체를 포함하지 않는 방식으로 전파되며, 전 세계적으로 분포한다.

7. 물리화학적 및 물리적 특성

• 부력 밀도는 자당에 녹아있을 때 1.16–1.18 g/cm⁻³이다.
• 바이러스 입자는 열, 세제, 포름알데히드에 민감하다.
• 감염성은 자외선 조사에 영향을 받지 않는다.
• C급 형태를 갖는 것으로 분류된다.^[8]
• 바이러스 입자는 2%의 핵산을 함유한다.^[8]
• 유전체는 이량체로 구성된다.^[8]
• 바이러스 입자는 (각각) 선형 양성 단일 가닥 RNA 분자 1개를 포함한다.^[8]
• 전체 유전체 길이는 단일 단량체의 경우 8k-10k nt 범위이다 (바이러스에 따라 다름).^[8]
• 유전체 서열은 장말단 반복서열 (LTR) (약 600 nt)을 가진다.^[8]
• 유전체의 5' 말단은 캡을 가지고 있다.^[8]
• 각 단량체의 3' 말단은 폴리(A) 트랙을 갖는다.^[8]

8. 유전자 전달 벡터로서의 이용

렌티바이러스는 주로 생체 외 시스템이나 동물 모델에 유전자 산물을 도입하는 데 사용되는 연구 도구이다. RNA 간섭 기술을 사용하여 특정 유전자의 발현을 차단하기 위해 렌티바이러스를 사용하는 대규모 공동 노력이 고속 처리 형식으로 진행 중이다.^[10] 반대로, 렌티바이러스는 특정 유전자를 안정적으로 과발현하는 데에도 사용되어 연구자들이 모델 시스템에서 유전자 발현 증가의 영향을 검사할 수 있게 한다.

또 다른 일반적인 적용 분야는 렌티바이러스를 사용하여 새로운 유전자를 사람 또는 동물 세포에 도입하는 것이다. 예를 들어, 마우스 혈우병 모델은 인간 혈우병에서 돌연변이된 유전자인 야생형 혈소판 제VIII인자를 발현시켜 교정한다.^[11] 렌티바이러스 감염은 분열 및 비분열 세포의 고효율 감염, 전이 유전자의 장기간 안정적인 발현, 낮은 면역원성을 포함하여 다른 유전자 치료 방법보다 이점이 있다.

렌티바이러스는 또한 인간에게 사용을 고려하고 있는 치료법인 PDGF (혈소판 유래 성장 인자)를 코딩하는 유전자로 당뇨병 마우스를 형질도입하는 데 성공적으로 사용되었다.^[12] 마지막으로, 렌티바이러스는 종양 항원에 대한 면역 반응을 유도하는 데에도 사용되었다.^[13] 이러한 치료법은 대부분의 현재 유전자 치료 실험과 마찬가지로 유망하지만 통제된 인간 연구에서 안전하고 효과적인 것으로 아직 확립되지 않았다.

감마레트로바이러스 및 렌티바이러스 벡터는 지금까지 300건 이상의 임상 시험에서 사용되어 다양한 질병에 대한 치료 옵션을 다루고 있다.^[14]

참조

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