Quelltext der Seite Lentiviren

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{{Infobox Virus
| Name = Lentiviren
| Bild = HI-Virion de.svg
| Bild_legende = HI-Virus, Grafik
| Wiss_Name = Lentivirus
| Wiss_KurzName = 
| Realm = [[Riboviria]]<ref name="ICTV_MSL#35_CYMV">ICTV: [https://talk.ictvonline.org/taxonomy/p/taxonomy-history?taxnode_id=201852835 ICTV Taxonomy history: ''Commelina yellow mottle virus''], EC 51, Berlin, Germany, July 2019; Email ratification March 2020 (MSL #35)</ref>
| Reich = [[Pararnavirae]]<ref name="ICTV_MSL#35_CYMV" />
| Phylum = [[Artverviricota]]<ref name="ICTV_MSL#35_CYMV" />
| Klasse = [[Revtraviricetes]]<ref name="ICTV_MSL#35_CYMV" />
| Ordnung = [[Ortervirales]]
| Familie = [[Retroviridae]]
| Subfamilie = [[Orthoretrovirinae]]
| Gattung = Lentivirus
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| ICTV_Tax = 201905025
}}

'''Lentiviren''' sind behüllte Einzel(+)-Strang-[[RNA-Virus|RNA-Viren]], (ss(+)RNA) und bilden die [[Gattung (Biologie)|Gattung]] (Genus) '''''Lentivirus'''''<!--kursiv als Gattung nach ICTV--> innerhalb der [[Familie (Biologie)|Familie]] der [[Retroviren]] (''Retroviridae''<!--dito, auch bei Familien-->). Die Bezeichnung ''Lentiviren'' (langsame Viren) leitet sich von {{laS|lentus|de=langsam}} ab, da viele dieser Viren langsam fortschreitende, [[chronisch]] [[Degeneration|degenerative]] Krankheiten auslösen. Andere wiederum verursachen keine Erkrankung ihres [[Wirt (Biologie)|Wirts]]. Lentiviren sind sehr [[Art (Biologie)|Spezies]]-spezifisch und wurden bisher nur in verschiedenen [[Säugetier]]arten gefunden. Lentiviren verbleiben lebenslang im Wirt, da sie Abwehrmechanismen des [[Immunsystem]]s umgehen können. Sie können im Gegensatz zu den anderen Retroviren auch nicht teilungsaktive, [[Eukaryoten|eukaryotische]] Zellen infizieren. Bekanntester Vertreter der Lentiviren ist das [[HIV|Humane Immundefizienz-Virus]] (HIV).

== Geschichte ==

Bereits 1904 wurde mit der [[Ansteckende Blutarmut der Einhufer|Ansteckenden Blutarmut der Einhufer]] (''Equine Infektiöse Anämie'') die erste von Lentiviren ausgelöste Krankheit beschrieben.<ref>{{Literatur |Autor=H. Vallée, H. Carré |Titel=Sur la nature infectieuse de l'anémie du cheval |Sammelwerk=[[Comptes rendus de l’Académie des sciences|Comptes rendus des seánces de l'Académie des Sciences]]. Série D: Sciences naturelles |Band=139 |Seiten=331–333 |Datum=1904 |Sprache=fr }}</ref> Das die Krankheit auslösende [[Virus der equinen infektiösen Anämie]] (EIAV) wurde jedoch erst sehr viel später entdeckt.

In den 1930ern und 1940ern wurde in [[Island]] erstmals die [[Maedi-Visna-Virus|Maedi-Visna-Erkrankung]] bei [[Schafe]]n beobachtet, das auslösende Virus wurde in den 1950ern als das erste Lentivirus, das [[Maedi-Visna-Virus]], abgekürzt MVV, beschrieben. In diesem Zusammenhang wurde von dem Beschreiber [[Björn Sigurdsson]] auch der Begriff ''Langsame Virusinfektionen'' geprägt, der zunächst für verschiedene langsam fortschreitende Infektionskrankheiten, darunter auch [[Scrapie]], verwendet wurde<ref>[http://www.bookrags.com/research/slow-viruses-wog ''Slow Viruses'' from World of Genetics].</ref> und der zu der Bezeichnung „Lentiviren“ führte.<ref>{{Literatur |Autor=Björn Sigurdsson |Titel=Rida, a chronic encephalitis of sheep. With general remarks on infections which develop slowly and some of their special characteristics |Sammelwerk=Br Vet J |Datum=1954 |Band=110 |Seiten=341–354 |Sprache=en}} Zitiert nach {{Literatur |Autor=Massimo Palmarini |Titel=A Veterinary Twist on Pathogen Biology |Sammelwerk=[[PLOS Pathogens]] |Datum=2007 |DOI=10.1371/journal.ppat.0030012 |Sprache=en }}</ref>

1981 wurde die Immunschwächeerkrankung Aids beschrieben und zwei Jahre später wurde am [[Institut Pasteur]] in Paris das die Krankheit auslösende HI-Virus entdeckt, das inzwischen das am besten untersuchte Virus überhaupt ist. Aids ist jedoch immer noch nicht heilbar und hat sich zu einer [[Pandemie]] entwickelt.

== Einteilung ==

Die Gattung ''Lentivirus'' wird in fünf verschiedene Untergruppen eingeteilt, die nach den Wirten benannt sind, die sie infizieren: bovine, equine, ovine/caprine, feline Lentiviren und die Lentiviren der Primaten. Dazu gehören zum Beispiel die folgenden Arten:

:: Bovine Lentiviren:
:::* ''[[Bovines Immundefizienz-Virus]]'' (BIV) der [[Rinder]]
:::* ''[[Jembrana-Disease-Virus]]'' der Rinder
:: Equine Lentiviren:
:::* ''[[Virus der equinen infektiösen Anämie]]'' (EIAV) der [[Equiden]] ([[Pferde]], [[Hausesel|Esel]])
:: Feline Lentiviren:
:::* ''[[Felines Immundefizienz-Virus]]'' (FIV) der [[Katzen|Haus- und Großkatzen]]
:: Ovine/caprine Lentiviren:
:::* ''[[Maedi-Visna-Virus]]'' (MVV) der Schafe
:::* ''[[Caprines Arthritis-Enzephalitis-Virus]]'' (CAEV) der [[Ziegen]]
:: Primaten-Lentiviren:
:::* ''[[Humanes Immundefizienz-Virus]]'' (HIV) mit den beiden Arten HIV-1 und HIV-2
:::* ''[[Simianes Immundefizienz-Virus]]'' (SIV) bei verschiedenen [[Affen]], mit verschiedenen Unterformen wie etwa SIVcpz (Schimpansen).<ref name="Xu2014">Dezhong Xu, Huimin Sun, Haixia Su, Lei Zhang; Jingxia Zhang, Bo Wang, Rui Xu: [https://journals.lww.com/cmj/fulltext/2014/07050/SARS_coronavirus_without_reservoir_originated_from.24.aspx SARS coronavirus without reservoir originated from an unnatural evolution, experienced the reverse evolution, and finally disappeared in the world], in: Chinese Medical Journal, Band 127, Nr.&nbsp;13, 5. Juli 2014, S.&nbsp;2537–2542, [[doi:10.3760/cma.j.issn.0366-6999.20131328]]</ref>

EIAV und Jembrana gehören zu den Lentiviren, sie können jedoch im Gegensatz zu den meisten anderen Lentiviren auch eine akute Erkrankung hervorrufen.

== Unterschiede zu anderen Retroviren und evolutionäre Entwicklung ==

Lentiviren unterscheiden sich von anderen Retroviren durch ein charakteristisches Merkmal: Sie können im Gegensatz zu beispielsweise [[Alpharetroviren|Alpha-]] oder [[Gammaretroviren]] die [[Genregulation|Regulation]] ihrer eigenen Gene beeinflussen. Aus diesem Grund werden sie zu den komplexen Retroviren gerechnet. Sie sind außerordentlich variabel in ihrer [[Nukleotidsequenz]].<!-- DNA-Sequenz passt hier nicht, da es sich um RNA-Viren handelt --> Durch die Abwesenheit eines Fehlerkorrekturmechanismus und die Einsträngigkeit des RNA-Genoms weisen sie die mit am schnellsten evolvierenden Genome auf.<ref name="Evolutionary potential">G. Myers, G. N. Pavlakis: ''Evolutionary potential of complex retroviruses''. In: J. Levy (Hrsg.): ''The Retroviridae. Vol. 1''. Plenum Press, New York 1992, Seiten 51–105.</ref>

Lentiviren produzieren durch [[alternatives Spleißen]] sehr viele verschiedene [[mRNA]]s, im Fall von HIV sind es mehr als 20, während einfache Retroviren meist nur zwei verschiedene mRNA-Varianten [[exprimieren]], eine gespleißte und eine ungespleißte. Sie können dadurch mindestens zehn verschiedene [[Protein]]e produzieren. Das lentivirale [[Genom]] weist eine sehr starke [[Kondensation (Genetik)|Kondensation]] auf. Die offenen [[Leserahmen]] von tat, rev und env überschneiden sich bei HIV.<ref name="Evolutionary potential" />

<!-- == Verbreitung == -->
== Aufbau ==
{{Hauptartikel|Retroviren#Aufbau}}

Lentiviren gehören zu den komplexen Retroviren. Sie sind [[Virushülle|behüllt]] und haben einen Durchmesser von 80–100&nbsp;nm. Sie haben wie alle Retroviren in ihrem Genom drei „Hauptgene“, ''gag'', ''pol'' und ''env'', die für die viralen Proteine [[Genetischer Code|codieren]] und die in allen Lentiviren in der Reihenfolge 5'-''gag-pol-env''-3' angeordnet sind. Außerdem haben sie verschiedene zusätzliche Gene, die auch als '''akzessorische Gene''' (englisch ''accessory'' oder auch ''auxiliary'') bezeichnet werden und die sich von Lentivirus zu Lentivirus unterscheiden können. Diese Gene beziehungsweise ihre Produkte sind an der Regulation, Synthese und Prozessierung der viralen RNA beteiligt und wirken teilweise den Abwehrmechanismen der Wirtszellen entgegen. HIV-1 enthält beispielsweise die akzessorischen Gene vif, vpr, vpu, tat, rev und nef. Die [[Long Terminal Repeat|Long-Terminal-Repeat]]-Region (LTR-Region) der Lentiviren ist etwa 600&nbsp;[[Nukleotide]] (nt) lang, davon entfallen auf die U3-Region etwa 450&nbsp;nt, die R-Region 100 und auf die U5-Region 70&nbsp;nt. Durch die akzessorischen Gene ist das Genom der Lentiviren im Schnitt etwas größer als das der einfachen Retroviren.

Zu den Transaktivatoren, die die Transkriptionseffizienz des LTR-Promotors erhöhen, gehören Tat, Tax und Tas. Rev und Rex sind Transaktivatoren, die posttranskriptionell wirken.

<!-- === bet ===
=== bel2 === -->
=== nef ===

nef ''negative factor'' ist ein [[Myristylierung|myristyliertes]] intrazelluläres Protein, das dafür sorgt, dass der [[CD4-Rezeptor]] runterreguliert wird und nicht mehr an der Zelloberfläche erscheint.

=== rev ===

rev (''regulator of expression of virion proteins'') codiert für ein 13–19&nbsp;[[Dalton (Einheit)|kDa]] großes Protein, das in [[Tetramer]]en oder größeren Aggregaten vorliegt. Es reichert sich im Zellkern an und bindet an RRE, das ''rev-responsive element'' in der viralen mRNA, wodurch diese RNAs bevorzugt aus dem Kern exportiert und prozessiert werden, was eine gesteigerte Expressionseffizienz zur Folge hat.

<!-- === rex ===
=== tar === -->
=== tas ===

Tas ''Transaktivator of spumaviruses'', auch Bel1 genannt, ist ein nucleäres Protein, das in humanen [[Spumaviren]] an das BRE-Element um U3-Bereich von humanen Spumaviren bindet.

=== tat ===

tat (''transactivator of transcription'') codiert für die Tat-Proteine, die im Verlauf des [[Replikation]]szyklus als erste Virusproteine hergestellt werden. Sie haben die Funktion, die Transkriptionseffizienz des HI-Virus zu verstärken. Tat bindet dazu an die ''transactivation-responsive region'' (TAR), die am 5'-Ende der viralen Transkripte zu finden ist und bewirkt eine verbesserte [[Elongation (Transkription)|Elongation]]. Tat ist somit ein RNA-bindendes-Protein, die TAR-Region ist das erste RNA-[[Enhancer (Genetik)|Enhancer]]-Element, das beschrieben wurde.<ref>John Brady and Fatah Kashanchi: [http://www.retrovirology.com/content/2/1/69 ''Tat gets the „green“ light on transcription initiation''.] In: ''Retrovirology''. Band 2, 2005, S. 69. PMID 16280076.</ref> Tat-Proteine werden durch eine [[Acetyltransferase]] aktiviert, welche dazu [[Acetylgruppe|Acetylreste]] auf [[Lysin|Lysylreste]] des Proteins überträgt.<ref>Wilma Dormeyer: ''Die biochemische Analyse der Proteinacetylierung am Beispiel des HIV-1 Tat Proteins''. Dissertation, 2003, Ruhr-Universität Bochum [http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/DormeyerWilma/diss.pdf (PDF; 2,2&nbsp;MB)]</ref>

<!-- === tax === -->
=== vif ===

vif (''viral infectivity factor'') codiert für das Vif-Protein, das im Viruspartikel an die verpackte RNA bindet. Es hat eine Größe von 22–30 [[kDa]] und befähigt die Partikel, den zellulären [[APOBEC3]]-Abwehrmechanismus der Wirtszelle zu umgehen.

=== vpr ===

vpr codiert für das ''Virale Protein R'' (Vpr). Vpr ist ein kleines basisches Protein von 96 Aminosäuren, das in HIV-1, HIV-2 und SIV konserviert ist und in die Viruspartikel verpackt wird, indem es an das Gag-[[Polyprotein]] bindet. Im Verlauf der Infektion hat Vpr verschiedene Funktionen wie beispielsweise einen Effekt auf die Korrektheit der reversen Transkription, den Import des Präintegrationskomplexes in den Zellkern, den Verlauf des Zellzyklus, die Regulation der Apoptose sowie auf die Transaktivierung der HIV-LTRs und verschiedener Wirtsgene.<ref>E. Le Rouzic, S. Benichou: ''[http://www.retrovirology.com/content/2/1/11 The Vpr protein from HIV-1: distinct roles along the viral life cycle]''. In: ''Retrovirology. 2005, 2:11''.</ref>

=== vpu ===

vpu (''viral protein u'') wurde im Genom von HIV-1 und von SIVcpz gefunden. Es ist 80–82 Basenpaare lang und hat die Funktion, in manchen humanen Zelltypen die Freisetzung von Viruspartikeln zu fördern. Vpu von HIV-1 der Gruppe M (''major'') bewerkstelligt dies, indem es einen zellulären Virusabwehrmechanismus, der durch das Protein [[Tetherin]] vermittelt wird, unterdrückt.<ref>S. J. Neil, T. Zang, P. D. Bieniasz: ''Tetherin inhibits retrovirus release and is antagonized by HIV-1 Vpu.'' [[Nature]]. 2008 Jan 16, PMID 18200009.</ref>

=== vpx ===

vpx codiert für das ''Virale Protein X'' (Vpx). Es besteht aus 104 bis 119 Aminosäuren und hat eine [[molare Masse]] zwischen 12 und 16&nbsp;kDa. Das Protein wird in die Viruspartikel verpackt.

Dieses Gen findet sich lediglich im Genom des humanen Lentivirus HIV-2 sowie in den Primaten-SIVs der afrikanischen [[Grüne Meerkatzen|Grünen Meerkatzen]] (SIVagm), der [[Makaken]] (SIVmac), der [[Weißlid-Mangaben]] (SIVsm) und der [[Mandrill]]s (SIVdrill). Im Genom von HIV-1 oder des [[Schimpansen]]-SIV (SIVcpz) hingegen ist vpx nicht vorhanden. ''vpx'' ähnelt jedoch dem ''vpr'' von HIV-1 und SIVcpz und erfüllt ähnliche Funktionen. vpx ist bei einem Rekombinationsereignis in Grünen Meerkatzen aus vpr entstanden.<ref>T. M. Fletcher, 3rd, B. Brichacek, N. Sharova, M. A. Newman, G. Stivahtis, P. M. Sharp, M. Emerman, B. H. Hahn, M. Stevenson: ''Nuclear import and cell cycle arrest functions of the HIV-1 Vpr protein are encoded by two separate genes in HIV-2/SIV(SM)''. [[EMBO J.]] 1996 November 15, 15(22): 6155–6165, PMID 8947037.</ref>

== Replikationszyklus ==

{{Hauptartikel|Retroviren#Lebenszyklus|titel1=Lebenszyklus der Retroviren}}

Der Replikationszyklus von Lentiviren läuft wie der aller Retroviren ab, mit der Besonderheit, dass Lentiviren die Fähigkeit haben, die [[Kernhülle]] zu überwinden und somit auch ruhende, sich nicht in Teilung befindende Zellen zu infizieren. Der Eintritt in den [[Zellkern]] erfolgt nach der Bildung des [[Retroviren#Überwindung der Kernhülle|Präintegrationskomplexes]] (PIC) im [[Zytoplasma]]. Da die [[Kernpore]]n kleiner sind als der PIC, muss es sich um einen aktiven Transportprozess handeln. An diesem Prozess sind sowohl zelluläre als auch virale Proteine beteiligt.<ref name="Suzuki">Y. Suzuki, R. Craigie: ''The road to chromatin – nuclear entry of retroviruses.'' [[Nat Rev Microbiol]]. 2007 Mar, 5(3):187-96. Review, PMID 17304248.</ref>

== Biotechnologische Verwendung ==

Lentiviren werden in der [[Gentechnik]] als [[Viraler Vektor|virale Vektoren]] eingesetzt, um gezielt Gene in Zielzellen zu schleusen und dort zu [[Genexpression|exprimieren]].

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ICTVdb/ICTVdB/61060000.htm Daten zum Genus Lentivirus] des [[International Committee on Taxonomy of Viruses]] (ICTV)

[[Kategorie:Retroviren]]
[[Kategorie:Virusgattung]]