ไวโรพลาสม์

ไวโรพลาสม์บางครั้งเรียกว่า " โรงงานไวรัส " หรือ " ส่วนประกอบของไวรัส " [ 1 ]คือส่วนประกอบภายในเซลล์ที่ เกิด การจำลองและการประกอบไวรัสอาจคิดได้ว่าเป็นโรงงานไวรัสในเซลล์ อาจมีไวโรพลาสม์จำนวนมากในเซลล์ที่ติดเชื้อเซลล์เดียว ซึ่งจะปรากฏให้เห็นอย่างหนาแน่นเมื่อมองด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนกลไกการก่อตัวของไวโรพลาสม์ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้
คำนิยาม
ไวโรพลาสม์เป็นช่องขนาดใหญ่ รอบนิวเคลียสหรือ ไซโตพลาสซึม ซึ่ง เป็นที่เกิดการจำลองและการประกอบไวรัส[ 2 ] การก่อตัวของไวโรพลาสม์เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างไวรัสและเซลล์ ที่ติดเชื้อ ซึ่งเป็นบริเวณที่ผลิตภัณฑ์ของไวรัสและองค์ประกอบของเซลล์ถูกจำกัด[ 2 ]
กลุ่มของไวรัสที่รวมตัวกันเป็นไวโรพลาสม์
มีการรายงานไวโรพลาสม์ในกลุ่ม ไวรัส ยูคาริโอต หลายกลุ่มที่ไม่เกี่ยวข้องกัน ซึ่งจำลองตัวเองในไซโตพลาสม์อย่างไรก็ตาม ไวโรพลาสม์จากไวรัสพืชยังไม่ได้รับการศึกษามากเท่ากับไวโรพลาสม์จากไวรัสสัตว์[ 2 ]พบไวโรพลาสม์ในไวรัสโมเสกของดอกกะหล่ำ [ 3 ]ไวรัสโรตา[ 4 ]ไวรัสวัคซีน[ 5 ]และไวรัสแคระข้าว[ 6 ] ไวโรพลาสม์ เหล่านี้ปรากฏเป็นอิเล็กตรอนหนาแน่นภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและไม่ละลาย[ 2 ]
โครงสร้างและการก่อตัว
ไวโรพลาสม์จะอยู่เฉพาะที่บริเวณรอบนิวเคลียสหรือในไซโตพลาสม์ของเซลล์ที่ติดเชื้อ และก่อตัวขึ้นในช่วงต้นของวงจรการติดเชื้อ[ 2 ] [ 17 ]จำนวนและขนาดของไวโรพลาสม์ขึ้นอยู่กับไวรัส สายพันธุ์ของไวรัส ชนิดของโฮสต์ และระยะของการติดเชื้อ[ 18 ]ตัวอย่างเช่น ไวโรพลาสม์ของมิมิไวรัสมีขนาดใกล้เคียงกับนิวเคลียสของโฮสต์ คืออะมีบาAcanthamoeba polyphaga [ 9 ]
ไวรัสสามารถกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบและการจัดระเบียบของโครงสร้างไซโตสเกเลตันและส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์ ขึ้นอยู่กับขั้นตอนของวงจรการจำลองแบบของไวรัส[ 1 ]กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนและเหตุการณ์การส่งสัญญาณระหว่างปัจจัยของไวรัสและเซลล์โฮสต์
ไวโรพลาสม์ก่อตัวขึ้นในช่วงแรกของการติดเชื้อ ในหลายกรณี การจัดเรียงเซลล์ใหม่ที่เกิดขึ้นระหว่างการติดเชื้อไวรัสนำไปสู่การสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อน—ไวโรพลาสม์—ภายในเซลล์ซึ่งเป็นที่ประกอบโรงงาน ไวโรพลาสม์เป็นที่ที่ส่วนประกอบต่างๆ เช่น เอนไซม์ รีพลิเคสสารพันธุกรรมของไวรัส และโปรตีนของโฮสต์ที่จำเป็นสำหรับการจำลองแบบมารวมตัวกัน ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการจำลองแบบ[ 1 ]ในขณะเดียวกันไรโบโซม จำนวนมาก ส่วนประกอบการสังเคราะห์โปรตีน โปรตีนช่วยพับและไมโทคอนเดรียจะถูกดึงเข้ามา ส่วนประกอบของเยื่อหุ้มบางส่วนถูกใช้สำหรับการจำลองแบบของไวรัส ในขณะที่บางส่วนจะถูกดัดแปลงเพื่อสร้างเปลือกหุ้มไวรัสเมื่อไวรัสมีเปลือกหุ้ม การจำลองแบบของไวรัสการสังเคราะห์โปรตีนและการประกอบต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ซึ่งได้มาจากกลุ่มไมโทคอนเดรียขนาดใหญ่ที่บริเวณรอบนอกของไวโรพลาสม์ โรงงานไวรัสมักถูกล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มที่ได้มาจากร่างแหเอนโดพลาสมิกแบบหยาบหรือโดยองค์ประกอบของ โครงร่าง เซลล์[ 2 ] [ 17 ]
ในเซลล์สัตว์ อนุภาคไวรัสจะรวมตัวกันโดยการรวมตัวของโปรตีนที่เป็นพิษหรือพับผิดรูปซึ่งขึ้นอยู่กับ ไมโครทิว บูล ใกล้กับ ศูนย์กลางการจัดระเบียบไมโครทิวบูล (MTOC) ดังนั้นไวโรพลาสม์ของไวรัสในสัตว์จึงมักจะอยู่ใกล้ MTOC [ 2 ] [ 19 ] ไม่พบ MTOC ในเซลล์พืช ไวรัสพืชกระตุ้นการจัดเรียงโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ใหม่เพื่อสร้างไวโรพลาสม์ ซึ่งส่วนใหญ่แสดงให้เห็นใน ไวรัสRNAของพืช[ 17 ]
ฟังก์ชัน
ไวโรพลาสม์คือบริเวณภายในเซลล์ที่ติดเชื้อซึ่งมีการจำลองและประกอบไวรัสเกิดขึ้น[ 2 ]การห่อหุ้มไวโรพลาสม์ด้วยเยื่อหุ้มเซลล์จะทำให้ส่วนประกอบของไวรัสที่จำเป็นสำหรับ การจำลอง จีโนมและการสร้างรูปร่างของอนุภาคไวรัสใหม่มีความเข้มข้นมากขึ้น จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ[ 2 ] การดึงเยื่อหุ้มเซลล์และโครงสร้างเซลล์มาสร้างบริเวณจำลองไวรัสยังสามารถเป็นประโยชน์ต่อไวรัสในด้านอื่นๆ ได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น การทำลายเยื่อหุ้มเซลล์สามารถชะลอการขนส่งโปรตีนควบคุมภูมิคุ้มกันไปยังพื้นผิวของเซลล์ที่ติดเชื้อและป้องกันการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและที่ได้รับมา และการจัดเรียงโครงสร้างเซลล์ใหม่สามารถอำนวยความสะดวกในการปล่อยไวรัส[ 1 ] ไวโรพลาสม์ยังสามารถป้องกันการย่อยสลายของไวรัสโดย โปรตีเอสและนิวคลีเอสได้อีกด้วย [ 17 ]
ในกรณีของไวรัสโมเสกของดอกกะหล่ำ (CaMV) ไวโรพลาสม์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแพร่กระจายของไวรัสโดยแมลงพาหะเพลี้ย ไว โรพลาสม์ยังควบคุมการปล่อยไวริออนเมื่อแมลงกัดเซลล์พืชที่ติดเชื้อหรือเซลล์ที่อยู่ใกล้เซลล์ที่ติดเชื้อ[ 16 ]
อาจมีวิวัฒนาการร่วมกับโฮสต์
โครงสร้างที่รวมตัวกันอาจช่วยปกป้องคอมเพล็กซ์การทำงานของไวรัสจากระบบการย่อยสลายของเซลล์ ตัวอย่างเช่น การก่อตัวของโรงงานไวรัสของไวโรพลาสม์ ASFV นั้นคล้ายคลึงกับการก่อตัวของแอ็กเกรโซมมาก[ 2 ]แอ็กเกรโซมเป็นบริเวณรอบนิวเคลียสที่โปรตีน ที่พับผิดรูป จะถูกขนส่งและเก็บไว้โดยส่วนประกอบของเซลล์เพื่อการทำลาย มีการเสนอว่าไวโรพลาสม์อาจเป็นผลผลิตของการวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างไวรัสและโฮสต์[ 16 ]เป็นไปได้ว่าการตอบสนองของเซลล์ที่ออกแบบมาเพื่อลดความเป็นพิษของโปรตีนที่พับผิดรูปนั้นถูกนำมาใช้โดยไวรัสในไซโตพลาสม์เพื่อปรับปรุงการจำลองแบบ การสังเคราะห์ แคปซิด ของไวรัส และการประกอบ[ 16 ] หรืออีกทางหนึ่ง การกระตุ้นกลไกการป้องกันของโฮสต์อาจเกี่ยวข้องกับการกักเก็บส่วนประกอบของไวรัสไว้ในกลุ่มเพื่อป้องกันการแพร่กระจาย ตามด้วยการทำให้เป็นกลาง ตัวอย่างเช่น ไวโรพลาสม์ของไวรัสในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีองค์ประกอบบางอย่างของกลไกการย่อยสลายของเซลล์ซึ่งอาจช่วยให้กลไกการป้องกันของเซลล์ต่อต้านส่วนประกอบของไวรัสได้[ 20 ] เมื่อพิจารณาถึงวิวัฒนาการร่วมกันของไวรัสกับเซลล์โฮสต์ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเซลล์ที่เกิดขึ้นระหว่างการติดเชื้อน่าจะเกี่ยวข้องกับการผสมผสานของกลยุทธ์ทั้งสอง[ 2 ]
ใช้ในการวินิจฉัยโรค
การมีอยู่ของไวโรพลาสม์ถูกนำมาใช้ในการวินิจฉัยการติดเชื้อไวรัสบางชนิด การทำความเข้าใจปรากฏการณ์การรวมตัวของไวรัสและการตอบสนองของเซลล์ต่อการมีอยู่ของไวรัส และไม่ว่าไวโรพลาสม์จะช่วยส่งเสริมหรือยับยั้งการจำลองแบบของไวรัสหรือไม่ อาจช่วยพัฒนาแนวทางการรักษาใหม่ ๆ ต่อการติดเชื้อไวรัสในเซลล์สัตว์และพืช[ 17 ]