Positiv-Sense-RNA-Viren und Coronaviren

Positiv-Sense-Einzelstrang-RNA-Viren tragen ein Genom, das direkt als Boten-RNA fungieren kann, sodass das eindringende Genom sofort von den Wirtsribosomen translatiert wird, um eine Infektion auszulösen. Diese große und medizinisch wichtige Gruppe umfasst die Picornaviren (Poliovirus, Rhinovirus, Hepatitis A), Flaviviren (Dengue, Zika, Gelbfieber, Hepatitis C), Togaviren und die Coronaviren, die für SARS, MERS und COVID-19 verantwortlich sind.

Definition

Positiv-Sense-RNA-Viren sind RNA-Viren, deren Einzelstrang-Genom die gleiche Polarität wie Boten-RNA aufweist und beim Eindringen direkt von Wirtsribosomen translatiert werden kann; beim Menschen umfassen sie unter anderem die Familien Picornaviridae, Flaviviridae, Togaviridae und Coronaviridae.

Scope

Der Eintrag stellt Positiv-Sense-RNA-Virusfamilien, ihre charakteristische Replikationsstrategie und die von ihnen verursachten menschlichen Krankheiten vor, mit besonderem Augenmerk auf Coronaviren als Auslöser jüngster Epidemien und einer Pandemie. Es handelt sich um eine Referenzübersicht zur Virusbiologie und Epidemiologie und bietet keine klinische Management- oder Behandlungsanleitung.

Core questions

• Warum kann das Genom eines Positiv-Sense-RNA-Virus direkt als Boten-RNA dienen?
• Welche Merkmale von Coronaviren liegen ihrer Fähigkeit zur speziesübergreifenden Übertragung und zum Auftreten zugrunde?
• Wie beeinflusst die hohe Mutationsrate von RNA-Viren Krankheit und Kontrolle?

Key concepts

• Positiv-Sense-Einzelstrang-RNA-Genom
• Direkte Translation des Genoms
• RNA-abhängige RNA-Polymerase
• Hohe Mutations- und Rekombinationsraten
• Picornaviridae (Poliovirus, Rhinovirus, Hepatitis A)
• Flaviviridae (Dengue, Zika, Hepatitis C)
• Coronaviridae (SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2)
• Zoonotisches Auftreten

Key theories

Zoonotischer Ursprung und Evolution von Coronaviren

Vergleichende und phylogenetische Studien deuten darauf hin, dass die wichtigsten pathogenen menschlichen Coronaviren von tierischen Reservoiren, hauptsächlich Fledermäusen, abstammen, wobei Übersprünge und Anpassungen SARS-CoV, MERS-CoV und SARS-CoV-2 hervorbrachten.

Mechanisms

Da ihr Genom eine Boten-Sense-Polarität aufweist, können Positiv-Strang-RNA-Viren sofort nach dem Eindringen in die Zelle translatiert werden, wodurch die zur Replikation des Genoms benötigten Proteine produziert werden, einschließlich einer viruskodierten RNA-abhängigen RNA-Polymerase, der in vielen Familien eine Korrekturlesefunktion fehlt und die daher hohe Mutationsraten erzeugt. Coronaviren sind unter den RNA-Viren außergewöhnlich, da sie eine korrekturlesende Exonuklease und ein großes Genom tragen und sich über einen verschachtelten Satz subgenomischer Boten-RNAs replizieren. Ihre Spike-Proteine vermitteln die Rezeptorbindung und den Eintritt, und Veränderungen in diesem Protein beeinflussen den Wirtbereich und die Übertragbarkeit, was zum zoonotischen Auftreten beiträgt.

Clinical relevance

Positiv-Sense-RNA-Viren verursachen ein breites Spektrum menschlicher Krankheiten, von der Erkältung und Poliomyelitis bis zu Dengue, viraler Hepatitis und schweren Atemwegserkrankungen durch Coronaviren. Ihre Biologie erklärt, warum einige akute, selbstlimitierende Krankheiten verursachen, während andere chronische Infektionen etablieren oder Epidemien auslösen. Dieser Eintrag beschreibt Mechanismen und Krankheitsassoziationen und ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

Epidemiology

Diese Gruppe umfasst weltweit verbreitete endemische Viren sowie wichtige epidemische und pandemische Erreger; die Coronaviren verursachten den SARS-Ausbruch 2003, MERS und die COVID-19-Pandemie, während Flaviviren wie Dengue in tropischen Regionen große wiederkehrende Epidemien verursachen.

Evidence & guidelines

Genomische und klinische Berichte, die SARS-CoV, MERS-CoV und SARS-CoV-2 charakterisieren, zusammen mit virologischen Referenztexten, dokumentieren die Biologie und das Auftreten dieser Viren; die schnelle genomische Identifizierung von SARS-CoV-2 im Jahr 2020 veranschaulicht, wie Ausbrüche von Positiv-Sense-RNA-Viren heute untersucht werden.

History

Das Poliovirus, ein Picornavirus, war zentral für die frühe molekulare Untersuchung von RNA-Viren und für eine der größten Errungenschaften der Impfung. Die Coronaviren entwickelten sich von relativ geringfügigen Atemwegserregern an die Spitze der globalen Gesundheit mit der SARS-Epidemie 2003, dem späteren Auftreten von MERS und der Identifizierung von SARS-CoV-2 in den Jahren 2019-2020, was das pandemische Potenzial zoonotischer Positiv-Sense-RNA-Viren unterstrich.

Key figures

• Vincent Racaniello
• Zheng-Li Shi
• David Baltimore

Seminal works

• cui-2018
• zhu-2020
• ksiazek-2003

Frequently asked questions

Was macht ein Virus 'positiv-sense'?

Sein RNA-Genom hat die gleiche Polarität wie Boten-RNA, sodass es nach dem Eindringen in eine Zelle direkt von Wirtsribosomen translatiert werden kann, ohne zuvor in einen komplementären Strang kopiert werden zu müssen.

Warum haben Coronaviren in jüngster Zeit mehrere Epidemien verursacht?

Coronaviren zirkulieren in tierischen Reservoiren wie Fledermäusen und können sich an neue Wirte anpassen; Veränderungen in ihrem Spike-Protein können einen Übersprung auf den Menschen ermöglichen, wie bei SARS-CoV, MERS-CoV und SARS-CoV-2 zu beobachten war.