Virus phát triển ngọai bào độc lập với tế bào chủ ppt

Virus phát triển
ngọai bào độc lập
với tế bào chủ




Trước nay người ta
vẫn cho rằng virus
hòan tòan bất họat về
mặt chức năng khi
chúng nằm ngòai và
độc lập với tế bào ch
ủ.
Bài báo mới công bố


trên Nature tuần qua (436, 1101-
1102, 25 August 2005) cho thấy
một dòng virus có hình quả
chanh đã mọc hai đuôi nhỏ rất
dài sau khi nó thóat khỏi tế bào
chủ. Dòng virus này vốn xâm
nhiễm vào nhóm vi khuẩn cổ
sống ở khu vực suối nư
ớc nóng có
tính acid cao. Tiến trình mọc

đuôi của chúng chỉ diễn ra ở môi
trường tương tự như môi trường
vật chủ (75−90 °C) và không cần
sự hiện diện của tế bào chủ,
nguồn năng lượng ngọai lai hay
bất kỳ yếu tố phụ trợ nào. Quá
trình phát triển hình thái độc lập
tế bào chủ có thể là một chiến
thuật giúp cho virus sinh tồn
trong môi trường khắc nghiệt và
có ít có sự hiện diện nhiều nhóm
lòai vật chủ.

Dòng virus xâm nhiễm vi khuẩn cổ
trong bài nghiên cứu được khám
phá ở vùng suối nước nóng acid
cao (85−93 °C; pH 1,5) thuộc
Pozzuoli, Italy. Trong môi trường
nuôi cấy được làm giàu, các tác giả
đã phát hiện những hạt tử hình qu
ả
chanh có mật độ cao bất thường,
những hạt này mang ph
ần phụ trội
ở phía cuối và độ dài phần phụ
trội này không hòan tòan giống
nhau (xem hình a). Các h
ạt tử ngay
sau đó được phân tách và tinh s
ạch,

và để xác định bản chất virus của
chúng các tác giả cho chúng tái b
ản
trong tế bào vật chủ là vi khuẩn
cổ Acidianus convivator; virus liền
sau đó được đặt tên
là ATV (Acidianus two-tailed
virus – virus có hai đuôi xâm
nhiễm vào vi khuẩn cổ Acidianus).
Điều ngạc nhiên là các hạt tử vốn
xuất xứ từ những tế bào đã bị xâm
nhiễm bởi ATV khi cho tăng
trưởng ở nhiệt độ cao 75 °C lại
không có đuôi (hình b); thậm chí
sau 4 ngày cho xâm nhiễm vào các
dòng tế bào chủ, các các giả cũng
không phát hiên các hạt tử mọc
đuôi (hình c). Tuy nhiên, sau 8
ngày tất cả các các hạt tử q
uan sát
được lại phát triển đuôi.



a, Các hạt virus trong mẫu làm
giàu thu được từ suối nước nóng
acid cao Pozzuoli, Italy (pH 1.5,
85−93 °C). b, Các hạt virus hình
quả chanh xuất hiện ở rìa tế bào
A.

convivator nhiễm ATV. c, H
ạt virus
trong môi trường tăng trưởng A.
convivator nhiễm ATV, 2 ngày sau
khi xâm nhiễm. d, Các hạt virus
trong quá trình nuôi cấy sau khi
chiết tách và ủ ở 75 °C lần lượt 0,
2, 5, 6 và 7 ngày (từ phái sang
trái). Các mẫu đều âm tính khi
nhuộm với uranyl acetate 3%,
ngọai trừ hình b, nhuộm với
platinum
-shadowed. Tỷ lệ
xích:
a−c, 0,5 µm; d, 0,1 µm.

Khi các tác giả cho ATV xâm
nhiễm vào A. convivator, 2
ngày sau họ tinh sạch các hạt tử
và nhận thấy các h
ạt tử không mọc
đuôi, hơn nữa các hạt tử này hòan
tòan tương đồng về kích thước và
hình thái (hình c); đặc biệt là hình
thái của chúng vẫn giữ nguyên
không đổi sau vài tháng trữ lạnh ở
4 °C trong môi trường nuôi cấy và
nước cất. Tuy nhiên khi khi ủ
những hạt tử này ở 75 °C trong
môi trường thiếu tế bào chủ thì

đuôi của chúng xuất hiện nhanh
chóng (hình c và d), hơn nữa mật
độ quần thể nhóm virus hai đuôi có
hình thái ngòai tương tự như giống
gốc (hình a) đã gia tăng sau 1 tuần
nuôi cấy. Ở 85−90 °C, nhiệt độ tối
ưu cho tế bào chủ tăng trưởng, quá
trình xâm nhập của các hạt tử diễn
ra hòan tất sau 1 giờ. Bằng cách
xem xét với nhiều cách thức khác
nhau đối với các hạt tử không có
đuôi, các nhà nghiên cứu xác nhận
rằng quá trình mọc đuôi là một
tiến trình sinh học chủ động chứ
không phải là kết quả của sự gãy
vỡ hạt.

Đi sâu vào bộ máy di truyền của
ATV, các tác giả thu được một bộ
gene vòng sợi đôi 62.730 bp. Dò
tìm trên bộ gene này, các nhà
nghiên cứu nhận diện được 9
protein và thấy có một protein là
ứng cử viên điều khiển cho tiến
trình mọc đuôi ở ATV. Đó là một
protein dài 800 amino acid, có mô
hình lõi bị xóăn tương tự như
các protein sợi trung gian. Những
protein sợi trung gian, như đã biết,
tham gia vào việc kiến tạo cấu trúc

và tham gia các tiến trình động học
của các tế bào vi khuẩn và tế bào
nhân thật. Điều đặc biệt là những
protein sợi trung gian này có thể
lắp ráp thành vi sợi tế bào ngay cả
khi không có sự hiện diện của các
yếu tố phụ trợ (cofactor) hoặc
nguồn năng lượng.

Các tác giả đã cho biểu hiện dị thể
gene mã hóa protein 800 amino
acid này và thấy rằng protein tái tổ
h
ợp sau khi tinh sạch có thể tạo ra
một cấu trúc vi sợi khá dài, có
đường kính 2nm và chúng thể
hiện các tính chất sinh hóa học
tương tự như các vi sợi quan sát
trong đuôi virus.

Thực sự, trước bài báo này, người
ta đã biết có vài thí dụ nổi tiếng
về quá trình phát sinh hình thái
của virus ngọai bào trong điều
kiện tự nhiên, tuy nhiên những ví
dụ này chỉ cho thấy hoặc là bước
cuối cùng trong tiến trình lắp ráp
hạt tử hoặc trưởng thành (ví dụ
dòng retroviruses), hoặc trong bư
ớc

khởi sự quá trình xâm nhiễm (ví dụ
dòng tectiviruses). Trong những
trường hợp này, quá trình phát sinh
hình thái nói trên thường được sắp
đặt trên bề mặt tế bào vật
chủ đồng thời với quá trình virus
chuẩn bị phóng thích khỏi tế bào
(trường hợo ví dụ dòng
retroviruses) hoặc khi virus chuẩn
bị nhập bào (ví dụ dòng
tectiviruses). Do đó bài báo này là
thí dụ đầu tiên cho thấy virus
thực hiện chức năng sinh học
ngọai bào hòan tòan độc lập với
tế bào chủ.

Quá trình phát triển đuôi ở điểm
nhiệt độ mà tại đó vật chủ họat
động có thể là một phần cấu thành
trong chiến thuật nhằm giúp virus
sống còn trong điều ki
ện biến tính
và không bền khiến cho mật độ tế
bào chủ đôi khi giảm xuống rất
thấp.

Thông thường các dòng virus khi
sống trong môi trường nóng acid
cao luôn cố gắng giữ mối quan hệ
khá bền vững với tế bào chủ tương

ứng, điều này giúp cho chúng
không bị phơi bày trực tiếp trong
môi trường khắc nghiệt.
Nhưng ATV được biết là dòng
virus duy nhất ở điều kiện sống
khắc nghiệt lại gây nên sự ly giải
tế bào chủ của nó.