Nidovirales — koronavirukset ja muut kuorelliset RNA-virukset

Nidovirales — koronavirukset ja muut kuorelliset RNA-virukset ihmisissä ja eläimissä. Rakenne, perheet (Coronaviridae ym.) ja subgenomiset mRNA:t selkeästi esiteltynä.

Nidovirales on virusten järjestys. Sitä kantavat eläimet ja ihmiset. Järjestykseen kuuluvat perheet Coronaviridae, Arteriviridae, Roniviridae ja Mesoniviridae.

Nidovirukset ovat kuorellisia positiivisen sensorisen yksisäikeisen RNA:n viruksia. Niiden nimi tulee latinankielisestä sanasta nidus, joka tarkoittaa pesää, koska kaikki tämän järjestyksen virukset tuottavat infektion aikana 3' ko-terminaalisen pesäkkeisen subgenomisten mRNA:iden joukon.

Yleiskuva ja rakenne

Nidovirukset ovat enveloppeja eli kuorellisia viruksia ja niillä on tyypillisesti helikaalinen nukleokapsidi. Koronavirusperheen viruksilla kuoriin työntyvät piikkiproteiinit (S) antavat virukselle kruunua muistuttavan ulkonäön elektronimikroskoopissa, mistä nimi koronavirus. Rakenteellisiin proteiineihin kuuluvat usein piikki- (S), membraani- (M), kuori- (E) ja nukleokapsidi- (N) proteiinit, vaikka proteiinikoostumus vaihtelee perheittäin.

Genomi ja replikaatio

• Genomi on positiivinen yksisäikeinen RNA, ja joidenkin nidovirusten genomin koko on poikkeuksellisen suuri RNA-viruksiksi: koronavirusten genomit voivat olla jopa ~30 kilobaasia, mikä tekee niistä suurimpia tunnettuja RNA-viruksia.
• Nidovirukset koodaavat suuren replikaasikompleksin ORF1a/ORF1b:stä. ORF1a ja ORF1b luetaan osittain eri kehysten kautta, usein ribosomaalisen liukumisen (frameshift) avulla, jolloin syntyy suuria polypeptidejä (pp1a, pp1ab), jotka pilkkoutuvat useiksi ei-rakenteellisiksi proteiineiksi (nsps).
• Replikaatio tapahtuu solun sytoplasmassa ja liittyy usein solukalvojen remodelointiin: muodostuu kaksinkalvoisia kalvorakenteita ja replikaatiokomplekseja. Subgenomisten mRNA:iden tuotanto tapahtuu diskontinuoottisen transkription kautta, mikä johtaa pesäkkeiseen (nested) mRNA-joukkoon — tästä järjestyksen nimi nidus (pesä).
• Tärkeimpiä replikaatioentsyymejä ovat RNA-riippuvainen RNA-polymeraasi (RdRp), helicasa ja proteaasit.

Perheet, isäntä- ja isäntäväli

Nidovirales-järjestyksessä olevat perheet vaihtelevat isäntiensä mukaan:

• Coronaviridae — tarttuvat laajalle joukolle selkärankaisia eläimiä, mukaan lukien linnut ja nisäkkäät. Tärkeimpiin kuuluvat ihmisiä infektoivat koronavirukset (esim. SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2) sekä monia eläinlajeja aiheuttavat koronavirukset.
• Arteriviridae — infektoivat pääasiassa nisäkkäitä; tunnettu esimerkki on sikaruttoa aiheuttava PRRS-virus (porcine reproductive and respiratory syndrome virus), joka on merkittävä eläintaloudellinen patogeeni.
• Roniviridae — tunnetaan erityisesti vesieliöistä, esimerkiksi katkaravuilla esiintyvät ronivirukset, jotka aiheuttavat tauteja vesiviljelyssä.
• Mesoniviridae — havaittu hyönteisissä (mm. moskiitot), ja tähän perheeseen kuuluvat virukset näyttävät olevan pääosin hyönteisspesifisiä.

Taudit ja merkitys

Nidovirukset ovat lääketieteellisesti ja taloudellisesti merkittäviä. Koronavirukset voivat aiheuttaa hengitystieinfektioita lievästä flunssasta vakaviin keuhkokuumeisiin ja epidemioihin; viime vuosien tunnetuimmat esimerkit ovat SARS (2002–2003), MERS (ensimmäinen tapaus 2012) ja COVID-19 (SARS-CoV-2, vuodesta 2019). Arterivirukset aiheuttavat merkittäviä tuotantoeläinten tauteja, jotka voivat johtaa vahinkoihin karjataloudessa. Ronivirukset ja muut ei-humaanit nidovirukset voivat vaikuttaa merkittävästi vesiviljelyyn ja hyönteisten populaatioihin.

Tartunta, leviäminen ja torjunta

• Tartuntareitit vaihtelevat: hengitysteitse leviävät koronavirukset, suonensisäiset tai kontaktitartunnat eläin- ja kasvikunnan viruksilla sekä vektoreiden välityksellä leviävät hyönteisperäiset nidovirukset.
• Torjunta perustuu epidemiologisiin toimiin (seulonta, eristäminen), rokotuksiin (missä saatavilla) ja antiviraalisiin hoitoihin. Koronaviruksissa on kehitetty sekä perinteisiä että uudentyyppisiä rokotteita, ja runsaasti tutkimusta kohdistuu antiviraalisiin yhdisteisiin ja neutraloiviin vasta-aineisiin.
• Eläinten taudeissa hyvät biosafety- ja biosecurity-käytännöt sekä rokotukset ovat keskeisiä.

Tutkimus ja kehitys

Nidovirusten tutkimus kattaa molekyylibiologian, genomitason analyysit, isäntä–virus-interaktiot sekä pandemian hallinnan strategiat. Koska koronavirukset voivat hyökätä eri lajeihin ja siirtyä eläimestä ihmiseen (zoonoosit), seuranta luonnonvaraisissa isännissä ja genominen valvonta ovat tärkeitä uusien uhkien havaitsemiseksi. Myös virusmekanismin, replikaation ja immuunivasteen ymmärtäminen auttaa kehittämään tehokkaampia hoitoja ja rokotteita.

Yhteenveto

Nidovirales on monimuotoinen järjestys kuorellisia positiivisen aistin RNA-viruksia, joihin kuuluu sekä ihmisiin että eläimiin tarttuvia muodostelmia. Niiden suuri genomikoko, monimutkainen replikaatiomekanismi ja subgenomisen transkriptiojärjestelmän piirteet erottavat ne monista muista RNA-viruksista. Nidovirukset ovat sekä biologisesti mielenkiintoisia että yhteiskunnallisesti merkittäviä, koska ne voivat aiheuttaa vakavia tauteja ja taloudellisia menetyksiä.

Hae kirjaimella