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9. 13: Virale Ökologie - Biologie

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9. 13: Virale Ökologie

Papain-ähnliche Protease reguliert die Virusausbreitung von SARS-CoV-2 und die angeborene Immunität

Die Papain-ähnliche Protease PLpro ist ein essentielles Coronavirus-Enzym, das für die Verarbeitung viraler Polyproteine ​​benötigt wird, um einen funktionellen Replikasekomplex zu erzeugen und die virale Ausbreitung zu ermöglichen 1,2 . PLpro ist auch an der Spaltung von proteinartigen posttranslationalen Modifikationen an Wirtsproteinen als Umgehungsmechanismus gegen antivirale Immunantworten des Wirts beteiligt 3-5 . Hier führen wir eine biochemische, strukturelle und funktionelle Charakterisierung des schweren akuten respiratorischen Syndroms Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) PLpro (SCoV2-PLpro) durch und skizzieren Unterschiede zu SARS-CoV PLpro (SCoV-PLpro) in der Regulation von Wirtsinterferon und NF -κB-Pfade. SCoV2-PLpro und SCoV-PLpro teilen 83% Sequenzidentität, weisen jedoch unterschiedliche Wirtssubstratpräferenzen auf SCoV2-PLpro spaltet bevorzugt das Ubiquitin-ähnliche Interferon-stimulierte Gen-15-Protein (ISG15), während SCoV-PLpro hauptsächlich auf Ubiquitinketten abzielt. Die Kristallstruktur von SCoV2-PLpro im Komplex mit ISG15 zeigt charakteristische Interaktionen mit der aminoterminalen Ubiquitin-ähnlichen Domäne von ISG15, was die hohe Affinität und Spezifität dieser Interaktionen unterstreicht. Darüber hinaus trägt SCoV2-PLpro nach einer Infektion zur Spaltung von ISG15 vom Interferon-responsiven Faktor 3 (IRF3) bei und schwächt Typ-I-Interferon-Antworten ab. Insbesondere beeinträchtigt die Hemmung von SCoV2-PLpro mit GRL-0617 die virusinduzierte zytopathogene Wirkung, erhält den antiviralen Interferon-Weg aufrecht und reduziert die Virusreplikation in infizierten Zellen. Diese Ergebnisse unterstreichen eine potenzielle duale therapeutische Strategie, bei der das Targeting von SCoV2-PLpro die SARS-CoV-2-Infektion unterdrücken und die antivirale Immunität fördern kann.

Interessenkonflikt-Erklärung

Konkurrierende Interessen Die Autoren erklären keine konkurrierenden Interessen.

Figuren

Erweiterte Daten Abb. 1. Biochemische Eigenschaften von…

Erweiterte Daten Abb. 1. Biochemische Eigenschaften von SCoV2-PLpro.

Erweiterte Daten Abb. 2. Komplexe Struktur von…

Erweiterte Daten Abb. 2. Komplexe Struktur von SCoV2-PLpro mit mouseISG15.

Erweiterte Daten Abb. 3. Sequenzausrichtung von…

Erweiterte Daten Abb. 3. Sequenz-Alignment der Papain-ähnlichen Protease-Domäne von Coronaviren.

Erweiterte Daten Abb. 4. Strukturanalyse von…

Erweiterte Daten Abb. 4. Strukturanalyse von GRL-0167, SCoV2-PLpro-Komplex.

Erweiterte Daten Abb. 5. Physiologische Rollen von…

Erweiterte Daten Abb. 5. Physiologische Rollen von PLpro in Zellen.

Erweiterte Daten Abb. 6. Wirkung von PLpro…

Erweiterte Daten Fig. 6. Wirkung von PLpro auf das Expressionsniveau von IFN-β oder NF-κB p65.

Erweiterte Daten Abb. 7. Hemmwirkung von…

Erweiterte Daten Abb. 7. Hemmwirkung von GRL-0617 auf die SARS-CoV2-Infektion.

Abb. 1. DeISGylierungs- und Deubiquitylierungsaktivitäten von…

Abb. 1. DeISGylierungs- und Deubiquitylierungsaktivitäten von SCoV-PLpro und SCoV2-PLpro.

Abb. 2. Strukturanalyse von SARS-CoV-2 PLpro…

Abb. 2. Strukturanalyse von SARS-CoV-2 PLpro im Komplex mit ISG15 voller Länge.


Der STING-Ligand 2’3’-cGAMP induziert eine NF-κB-abhängige antibakterielle angeborene Immunantwort in der Starlet-Seeanemone Nematostella vectensis

Bei Säugetieren ist der cGAS-cGAMP-STING-Weg entscheidend, um eine Virusinfektion zu erkennen und eine antivirale Typ-I-Interferonantwort auszulösen. cGAS und STING sind hochkonservierte Gene, die aus Bakterien stammen und in den meisten Tieren vorkommen. Im Gegensatz dazu traten Interferone nur bei Wirbeltieren auf, daher ist die Funktion von STING bei Wirbellosen unklar. Hier verwenden wir den STING-Liganden 2’3’-cGAMP, um Immunantworten in einem wirbellosen Nesseltier, der Starlet-Seeanemone, zu aktivieren Nematostella vectensis. Unter Verwendung von RNA-Seq fanden wir, dass 2’3’-cGAMP eine robuste Transkription sowohl von antiviralen als auch antibakteriellen Genen induziert, einschließlich des konservierten Transkriptionsfaktors NF-κB. Knockdown-Experimente identifizierten eine Rolle für NF-κB bei der spezifischen Induktion antibakterieller Gene stromabwärts von 2’3’-cGAMP, und einige dieser Gene wurden auch während induziert Pseudomonas aeruginosa Infektion. Darüber hinaus haben wir das Proteinprodukt eines der mutmaßlichen antibakteriellen Gene charakterisiert, das N. vectensis Homolog von Dae4 und stellte fest, dass es eine konservierte antibakterielle Aktivität aufweist. Diese Arbeit beschreibt eine unerwartete Rolle eines cGAMP-Erfassungsweges in der antibakteriellen Immunität und legt nahe, dass eine breite Transkriptionsantwort ein evolutionär angestammter Output der 2’3’-cGAMP-Signalgebung bei Tieren ist.

Aussage zur Bedeutung Antivirale Immunantworten werden über Signalwege wie den STING-Weg initiiert. Bei Säugetieren führt die Aktivierung dieses Signalwegs zur Produktion von antiviralen Molekülen, die Interferone genannt werden. Überraschenderweise kommt der STING-Weg in Organismen wie Seeanemonen vor, denen Interferone fehlen, die Funktion dieses Weges in diesen Organismen ist daher unklar. Hier berichten wir das in der Anemone Nematostella vectensis, ein niedermolekularer Aktivator des STING-Signalwegs, cGAMP, induziert nicht nur eine antivirale Reaktion, sondern stimuliert auch eine antibakterielle Immunantwort. Diese Ergebnisse liefern Einblicke in die evolutionären Ursprünge der angeborenen Immunität und legen eine breitere Rolle der Vorfahren für die cGAMP-STING-Signalgebung nahe, die sich zu spezialisierteren antiviralen Funktionen bei Säugetieren entwickelt hat.


Merkmale der Bevölkerung und Bevölkerungsveränderung

Die Bevölkerungsdichte ist das Verhältnis zwischen der Anzahl der Individuen einer Population und der von ihnen besetzten Fläche oder Menge. Im Jahr 2001 betrug die Bevölkerungsdichte der Vereinigten Staaten (laut Weltbank) beispielsweise 29,71 Einwohner pro Quadratkilometer, während China eine Bevölkerungsdichte von 135,41 Menschen pro Quadratkilometer hatte.

3. Wie hoch ist die Bevölkerungswachstumsrate?

Die Populationswachstumsrate (PGR) ist die prozentuale Veränderung zwischen der Anzahl der Individuen in einer Population zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. Daher kann die Bevölkerungswachstumsrate positiv oder negativ sein.

4. Was sind die Hauptfaktoren, die das Wachstum einer Bevölkerung beeinflussen?

Die wichtigsten Faktoren für das Bevölkerungswachstum sind Geburten und Einwanderung. Die Hauptgründe für den Bevölkerungsrückgang sind Todesfälle und Abwanderung.

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Migration, Auswanderung und Einwanderung

5. Wie unterschiedlich sind die Konzepte von Migration, Auswanderung und Einwanderung?

Migration ist die Bewegung von Individuen einer Art von einem Ort zum anderen. Auswanderung ist die Auswanderung von Personen aus einer Region (in eine andere, in der sie sich dauerhaft oder vorübergehend niederlassen). Einwanderung ist die Ansiedlung von Personen, die aus einer anderen Region kommen, in einer Region (dauerhaft oder vorübergehend). Daher wandern Individuen „von“ aus und wandern „nach“ ein.

6. Was sind einige Beispiele für wandernde Tiere?

Beispiele für Zugtiere sind: Südliche Glattwale aus der Antarktis, die sich an der brasilianischen Küste vermehren Im Fluss geborene Zuglachse gehen ins Meer und kehren in den Fluss zurück, um sich zu vermehren und zu sterben Zugvögel aus kalten Regionen, die den Winter in tropische Regionen usw.

Biotisches Potenzial und Umweltbeständigkeit

7. Was ist biotisches Potenzial?

Das biotische Potenzial ist die Fähigkeit zum Wachstum einer gegebenen Population unter hypothetischen optimalen Bedingungen in einer Umgebung ohne einschränkende Faktoren für ein solches Wachstum. Unter solchen Bedingungen wächst die Bevölkerung tendenziell auf unbestimmte Zeit. 

8. Wie sieht die typische Form einer Bevölkerungswachstumskurve aus? Wie lässt sich das biotische Potenzial in gleicher Weise grafisch darstellen?

Eine typische Populationswachstumskurve (Anzahl der Individuen über die Zeit, lineare Skala) hat eine sigmoidale Form. Es gibt ein kurzes und langsames anfängliches Wachstum, gefolgt von einer schnellen und längeren Wachstumsperiode und erneut einer Wachstumsabnahme vor dem Stabilisierungs- oder Gleichgewichtsstadium.

Das Bevölkerungswachstum gemäß der biotischen Potenzialkurve ist jedoch nicht sigmoidal, sondern halbmondförmig und nähert sich dem Unendlichen (es gibt weder ein abnehmendes Stadium noch ein Gleichgewicht).

9. Was ist Umweltbeständigkeit?

Umweltresistenz ist die Wirkung der Begrenzung abiotischer und biotischer Faktoren, die eine Population daran hindern, so zu wachsen, wie sie normalerweise aufgrund ihres biotischen Potenzials wachsen würde. In Wirklichkeit ist jedes Ökosystem in der Lage, eine begrenzte Anzahl von Individuen einer bestimmten Art zu erhalten.

Umweltresistenz ist ein wichtiges Konzept in der Populationsökologie.

Die limitierenden Faktoren des Bevölkerungswachstums

10. Was sind die wichtigsten limitierenden Faktoren für das Bevölkerungswachstum?

Die Faktoren, die das Wachstum einer Population begrenzen, können in biotische Faktoren und abiotische Faktoren unterteilt werden. Die wichtigsten abiotischen limitierenden Faktoren sind die Verfügbarkeit von Wasser und Licht sowie die Verfügbarkeit von Unterkünften. Die wichtigsten limitierenden biotischen Faktoren sind die Bevölkerungsdichte und unharmonische (negative) ökologische Interaktionen (Konkurrenz, Prädatismus, Parasitismus, Ammensalismus).

11. Wie wirken sich die Verfügbarkeit von Wasser und Licht sowie das Klima auf das Bevölkerungswachstum aus?

Die Verfügbarkeit von Wasser und Licht sowie das Klima sind abiotische Faktoren, die das Wachstum einer Bevölkerung begrenzen. Da die Produzenten für die Synthese von organischem Material verantwortlich sind, das entlang der Nahrungsketten eines Ökosystems transportiert wird, beeinflussen Wasser und Licht die Verfügbarkeit von Nahrung und eine Population kann nicht über die Anzahl von Individuen hinaus wachsen, die die Umwelt ernähren kann. In der Wüste zum Beispiel ist die Biomasse relativ klein und die Populationen, die in diesem Ökosystem leben, sind kleiner (im Vergleich zu den gleichen Arten in Umgebungen mit einer großen verfügbaren Biomasse). Das Klima, einschließlich der Temperatur, beeinflusst das Bevölkerungswachstum, da eine übermäßige Veränderung dieses Faktors, wie beispielsweise das Auftreten von Dürren oder Überschwemmungen, zu einem erheblichen Bevölkerungsrückgang führen kann. Kleine klimatische Veränderungen können auch die Photosyntheserate verändern und die Verfügbarkeit von Nahrung im Ökosystem verringern.

Predator x Prey-Kurve

12. Wie unterscheiden sich Populationen von Raubtieren und Beutetieren im Prädatismus?

Wenn eine Raubtierpopulation zunimmt, nimmt die Beutepopulation zunächst tendenziell ab. Danach führt der Rückgang der Beutepopulation und die größere Populationsdichte der Räuber zu einem Rückgang der Räuberpopulation. Die Beutepopulation kehrt dann den Rückgang um und beginnt zu wachsen.

Treten Populationsgrößenschwankungen in unerwarteter Intensität auf (abweichend von der üblichen Intensität der ökologischen Interaktion), zum Beispiel aufgrund von ökologischen Unfällen, bei denen eine große Anzahl von Beutetieren getötet wird, wird das Beute-Raubtier-Gleichgewicht gestört und beide Arten können geschädigt werden. Die Existenz des Raubtiers ist manchmal für das Überleben der Beutepopulation von grundlegender Bedeutung, da das Fehlen von Prädatismus die Verbreitung der Beute begünstigt und in einigen Fällen, wenn eine übermäßige Verbreitung eine Populationsgröße erzeugt, die die Kapazität des Ökosystems übersteigt, sie zu erhalten. Umweltschäden auftreten und die gesamte Beutepopulation wird zerstört.

Umweltbeständigkeit und Bevölkerungswachstumskurven

13. Welche Beziehung besteht zwischen Umweltresistenz und Bevölkerungswachstum gemäß der biotischen Potenzialkurve und der realen Bevölkerungswachstumskurve?

Der Unterschied zwischen der realen Populationswachstumskurve (Anzahl der Individuen x Zeit) und dem Populationswachstum gemäß der biotischen Potenzialkurve einer bestimmten Population ist auf Umweltresistenzen zurückzuführen.

Wachstumskurven für Bakterien und Viren

14. Wie unterscheidet sich das Wachstum einer Viruspopulation nach ihrem biotischen Potenzial vom Wachstum einer Bakterienpopulation nach ihrem biotischen Potenzial?

Die Wachstumskurven von Viren und Bakterien entsprechend ihrem biotischen Potenzial zeigen beide ein positives exponentielles Muster. Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass Bakterien ihre Population in jedem Zeitraum verdoppeln, während sich die Viruspopulation dutzend- oder hundertfach vervielfacht. Daher weist die Wachstumskurve der Viruspopulation ein intensiveres Wachstum auf. Dies geschieht, weil sich Bakterien durch binäre Teilung vermehren, wobei jede Zelle zwei Tochterzellen erzeugt, während sich jedes Virus repliziert und Dutzende oder sogar Hunderte neuer Viren erzeugt.

Alterspyramiden

15. Was sind Alterspyramiden?

Alterspyramiden sind grafische Darstellungen in Form von überlagerten Rechtecken, die jeweils die Anzahl der Individuen darstellen, die in Altersgruppen enthalten sind, in die eine Population unterteilt ist. Im Allgemeinen liegen die unteren Altersklassen näher am unteren Ende der Pyramide, immer unterhalb der höheren Altersstufen, und die variable Dimension, die die Anzahl der Personen darstellt, ist die Breite (es gibt jedoch Alterspyramiden, bei denen die variable Dimension die Höhe ist). . 

16. Welche Analyse liefert das Studium der Alterspyramiden des Menschen?

Die Untersuchung der Alterspyramiden des Menschen kann folgende Arten von Analysen liefern: der Anteil der Personen im erwerbsfähigen Alter der Anteil der älteren Menschen (Hinweis auf die Qualität der Renten- und Gesundheitssysteme) der Anteil der Kinder und Jugendlichen (Hinweis auf den Bedarf an Arbeit) Generation und Bildungsdienstleistungen) das Reproduktionsprofil (zeigt die Tendenz des Bevölkerungswachstums) die Säuglingssterblichkeitsrate (gibt die Qualität des Gesundheitssystems, hygienische Bedingungen, Ernährung und Armut an) Lebenserwartung usw.

Ob eine Bevölkerung zu einer reichen und industrialisierten Gesellschaft oder zu einem armen Land gehört, lässt sich vorhersagen, da sich die Muster ihrer Alterspyramiden entsprechend dieser Bedingungen unterscheiden.

17. Was sind die Hauptmerkmale der Alterspyramiden der Industrieländer?

In einer stabilisierten Bevölkerung hat die Alterspyramide eine schmalere Basis, da die Geburtenrate nicht so hoch ist. Die Altersspannen der Erwachsenen sind im Allgemeinen breiter als die der Kinder, was zeigt, dass es in der Praxis kein Bevölkerungswachstum gibt. Der Anteil älterer Menschen ist verhältnismäßig hoch, sodass die Lebensqualität hoch ist und die Bevölkerung Zugang zu Gesundheitsdiensten und guter Ernährung hat. Dies sind Merkmale der Alterspyramiden der entwickelten Länder.

18. Was sind die typischen Merkmale der Alterspyramiden der unterentwickelten Länder?

Die Alterspyramiden der unterentwickelten Länder weisen Merkmale im Zusammenhang mit der Armut ihrer Bevölkerung auf, mit einer breiteren Basis und einer schmalen Spitze. Die Basisaltersspanne, wenn sie viel breiter als die anderen Stufen ist, weist auf eine hohe Geburtenrate hin. Die Werte knapp über der Basis können aufgrund der Säuglingssterblichkeit zu einem starken Rückgang der ärmeren Bevölkerung führen. Die Bandbreiten, die die Jugend repräsentieren, sind ebenfalls breit, was auf den zukünftigen Druck auf den Arbeitsplatz- und Wohnungsbedarf hindeutet. Die Breite der Rechtecke nimmt mit zunehmendem Alter bis zur Spitze ab, die für ältere Menschen steht und auf schwierige Lebensbedingungen, prekäre Gesundheitsversorgung und eine kurze Lebenserwartung hindeutet.

Nachdem Sie nun das Studium der Populationsökologie abgeschlossen haben, haben Sie folgende Möglichkeiten:


Persistenz des SARS-CoV-2-Virus und viraler RNA auf hydrophoben und hydrophilen Oberflächen und Untersuchung der Kontaminationskonzentration

Die Übertragung von SARS-CoV-2 erfolgt wahrscheinlich über eine Reihe von Wegen, einschließlich des Kontakts mit kontaminierten Oberflächen. In vielen Studien wurde die RT-PCR-Analyse verwendet, um SARS-CoV-2-RNA auf Oberflächen nachzuweisen, aber selten wurden lebensfähige Viren nachgewiesen. Dieses Papier untersucht die Lebensfähigkeit von SARS-CoV-2, das auf eine Reihe von Materialien getrocknet wurde, im Laufe der Zeit und vergleicht die Lebensfähigkeit des Virus mit gewonnenen RNA-Kopien und ob die Lebensfähigkeit des Virus konzentrationsabhängig ist.

Das lebensfähige Virus blieb am längsten auf chirurgischem Maskenmaterial und Edelstahl bestehen, wobei die Lebensfähigkeit um 99,9 % um 124 bzw. 113 Stunden reduziert wurde. Die Lebensfähigkeit von SARS-CoV-2 verringerte sich am schnellsten auf einem Polyesterhemd, mit einer Verringerung von 99,9 % innerhalb von 2,5 Stunden. Die Lebensfähigkeit auf Baumwolle wurde am zweitschnellsten reduziert, mit einer Reduktion von 99,9 % in 72 Stunden. Die RNA auf allen Oberflächen zeigte eine Verringerung der Genomkopie-Wiederherstellung über 21 Tage um einen Logarithmus.

Die Ergebnisse zeigen, dass SARS-CoV-2 auf nicht porösen hydrophoben Oberflächen am stabilsten ist. RNA ist hochstabil, wenn sie auf Oberflächen getrocknet wird, mit nur einer logarithmischen Verringerung der Wiederfindung über drei Wochen. Im Vergleich dazu nahm die Lebensfähigkeit von SARS-CoV-2 schneller ab, aber dieser Verlust der Lebensfähigkeit war unabhängig von der Ausgangskonzentration. Die erwartete Menge an lebensfähiger SARS-CoV-2-Kontamination der Umweltoberfläche würde innerhalb von zwei Tagen zu nicht nachweisbaren Werten führen. Wenn RNA auf Oberflächen nachgewiesen wird, zeigt sie daher selbst bei hohen CT-Werten nicht direkt das Vorhandensein von lebensfähigem Virus an.

Bedeutung Diese Studie zeigt den Einfluss des Materialtyps auf die Lebensfähigkeit von SARS-CoV-2 auf Oberflächen. Es zeigt, dass die Zerfallsrate von lebensfähigem SARS-CoV-2 unabhängig von der Ausgangskonzentration ist. RNA zeigt jedoch über längere Zeiträume eine hohe Stabilität auf Oberflächen. Dies hat Auswirkungen auf die Interpretation von Oberflächenprobenergebnissen unter Verwendung von RT-PCR, um die Möglichkeit von lebensfähigem Virus von einer Oberfläche zu bestimmen. Sofern nicht unmittelbar nach der Kontamination Proben entnommen werden, ist es schwierig, die RNA-Kopienzahlen mit der Menge des lebensfähigen Virus auf einer Oberfläche abzugleichen.


Informationen zum Autor

Mitgliedschaften

CIRAD, UMR PVBMT, St. Pierre, La Réunion, Frankreich

Computational Biology Division, Department of Integrative Biomedical Sciences, Institute of Infectious Diseases and Molecular Medicine, University of Cape Town, Cape Town, South Africa

Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), CSIC-UV, Paterna, València, Spanien

Das Santa Fe Institute, Santa Fe, NM, USA

Forschungsbüro, University of Cape Town, Kapstadt, Südafrika

CIRAD, UMR BGPI, Montpellier, Frankreich

BGPI, CIRAD, INRA, Montpellier SupAgro, Universität Montpellier, Montpellier, Frankreich

Das Biodesign Center for Fundamental and Applied Microbiomics, Center for Evolution and Medicine, School of Life Sciences, Arizona State University, Tempe, AZ, USA

Structural Biology Research Unit, Department of Integrative Biomedical Sciences, University of Cape Town, Cape Town, South Africa

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Beiträge

P.L., D.P.M., S.F.E., D.N.S., P.R. und A.V. schrieb und redigierte das Manuskript. P. L. und A. V. führte die Analysen für die in den Abbildungen 1–3 dargestellten Daten durch.

Korrespondierender Autor


Jane Flint ist emeritierte Professorin für Molekularbiologie an der Princeton University. Die Forschung von Dr. Flint konzentrierte sich auf die Untersuchung der Mechanismen, durch die virale Genprodukte Wirtswege und antivirale Abwehrmechanismen modulieren, um eine effiziente Reproduktion von Adenoviren in normalen menschlichen Zellen zu ermöglichen, Viren, die in therapeutischen Anwendungen wie Gentransfer und Krebsbehandlung verwendet werden.

Vincent R. Racaniello ist Higgins-Professor für Mikrobiologie und Immunologie am Vagelos College of Physicians & Surgeons der Columbia University. Dr. Racaniello untersucht seit über 40 Jahren Viren, darunter Polio-, Rhino-, Enteroviren, Hepatitis-C- und Zika-Viren. Er bloggt über Viren auf virology.ws und ist Gastgeber der This Week in Virology.

Glenn F. Rall ist Professor und Chief Academic Officer am Fox Chase Cancer Center sowie außerordentlicher Professor in den Abteilungen Mikrobiologie und Immunologie der University of Pennsylvania sowie der Universitäten von Thomas Jefferson, Drexel und Temple. Dr. Rall untersucht virale Infektionen des Gehirns und die Immunreaktionen auf diese Infektionen, mit dem Ziel zu definieren, wie Viren zu Krankheiten beitragen.

Theodora Hatziioannou ist Research Associate Professor an der Rockefeller University und aktiv an Lehrprogrammen am Albert Einstein College of Medicine beteiligt. Dr. Hatziioannou hat an mehreren Viren mit dem Schwerpunkt Retroviren und die molekularen Mechanismen, die den Virustropismus steuern, sowie an der Verbesserung von Tiermodellen für menschliche Krankheiten gearbeitet.

Anna Marie Skalka ist emeritierte Professorin und ehemaliger Senior Vice President für Grundlagenforschung am Fox Chase Cancer Center. Dr. Skalka ist international anerkannt für ihre Beiträge zum Verständnis der biochemischen Mechanismen, durch die sich Retroviren replizieren und ihr genetisches Material in das Wirtsgenom einfügen, sowie für ihre Forschungen zu anderen molekularen Aspekten der Retrovirus-Biologie.


Fußnoten

20 Twitter: @SystemsVirology

Interessenkonflikt: Die Autoren erklären, dass keine konkurrierenden Interessen bestehen.

• Varianten L452R (in B.1.427/429) und Y453F (in B.1.298) in S RBM sind aufgetaucht

• L452R- und Y453F-Mutanten entkommen der HLA-24-beschränkten zellulären Immunität

• L452R erhöht die virale Infektiosität und fördert potenziell die virale Replikation

• Epidemie von L452R-tragenden B.1.427/429-Varianten hat sich in den USA ausgebreitet


Viren: Grad 9 Verständnis für IGCSE Biologie 1.4

Viren erscheinen in Ihrem Lehrplan in einem Abschnitt mit dem Titel “Variety of Living Organisms”. Dies ist eher bedauerlich, da Viren natürlich überhaupt nicht als lebende Organismen eingestuft werden. Der Grund, warum sie nicht leben, ist einfach: Sie sind nicht aus Zellen und sie sind nicht in der Lage, irgendwelche Stoffwechselreaktionen durchzuführen. Viren sind viel kleiner als jede Zelle, sogar sehr kleine prokaryontische Zellen wie Bakterien.

In der obigen Abbildung sehen Sie oben rechts im Bild einen Teil eines roten Blutkörperchens. Rote Blutkörperchen sind eine der kleineren Zellen im menschlichen Körper. Die Bakterienzelle am unteren Rand des Diagramms E.coli ist viel kleiner, und alle blauen Viren sind noch viel kleiner. [Die Längeneinheiten in diesem Diagramm sind Nanometer (nm) – ein Nanometer ist 10-9 m]

Alle Viren sind parasitär da sie eine lebende Zelle infizieren müssen, um sich zu vermehren.

Woraus bestehen Viren?

Denken Sie daran, dass Viren nicht aus Zellen bestehen. Die einzelnen Viruspartikel heißen Virionen und bestehen einfach aus a Proteinmantel (genannt ein Kapsid), das einige umschließt Genmaterial. Das genetische Material in einem Virion kann entweder DNA oder ein ähnliches Molekül namens RNA sein.

Viren können alle Arten von lebenden Organismen infizieren. Der Virus links im obigen Diagramm heißt a Bakteriophage und es infiziert Bakterienzellen. Sie können sehen, dass die Proteinhülle in Kopf, Schwanz und Fasern angeordnet ist und das genetische Material in einem Bakteriophagen DNA ist. Das Virus rechts ist das Influenza-Virus die Säugetiere und Vögel infiziert und die Krankheit Influenza oder “flu” verursacht. Das Influenzavirus ist ein RNA-Virus.

Viele menschliche Krankheiten werden verursacht durch virale Krankheitserreger. Influenza ist eine (siehe oben) und die andere, die im Lehrplan erwähnt wird, ist HIV – ein Virus, das die Krankheiten verursacht Aids. HIV ist auch ein RNA-Virus. [HIV steht für Human Immunodeficiency Virus und die Krankheit AIDS ist das erworbene Immunschwächesyndrom.]

Einige Viren infizieren Pflanzen und verursachen Krankheiten. Tabakmosaikvirus infiziert Tabakpflanzen und verursacht gelbe Blätter, da Chloroplasten in den Blättern nicht richtig gebildet werden.


Mitgliedschaften

State Key Laboratory of Marine Environmental Science, Fujian Key Laboratory of Marine Carbon Sequestration, College of Ocean and Earth Sciences, Xiamen University (Xiang’an), 361102, Xiamen, Fujian, China

Rui Zhang, Yanxia Li, Wei Yan, Yu Wang, Tingwei Luo, Huifang Li und Nianzhi Jiao

Department of Ocean Science, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Hongkong, China

Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory (Zhuhai), 519080, Zhuhai, China

Laboratoire d’Océanographie de Villefranche (LOV), UPMC, Université Paris 06, CNRS, Sorbonne Universités, 181 Chemin du Lazaret, 06230, Villefranche-sur-Mer, Frankreich


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