Co jsou bakuloviry?

Bakuloviry, které patří do čeledi Baculoviridae, jsou skupinou DNA virů, které infikují hmyz. Tyto viry jsou velmi malé tyčinkovité struktury, které se skládají z bílkovinného pláště obsahujícího malé množství DNA, která kóduje složky pro další rozmnožování viru.

Colorhype |

Termín bakulovirus pochází z latinského baculum, což znamená hůl nebo hůl, což označuje výrazný tvar těchto virů.

Běžní hostitelé bakulovirů

Bakuloviry infikují velké množství hmyzu pocházejícího především z řádů Diptera (mouchy), Hymenoptera (vosy, včely a mravenci) a Lepidoptera (motýli a můry). Nejčastěji studované bakuloviry infikují larvální stadium řádu Lepidoptera, tj. housenky.

Tyto viry hrají v některých přírodních ekosystémech zásadní roli. Motýl cikánka, který se vyskytuje v Severní Americe, je silně regulován bakuloviry. Potenciálně až 50 % úmrtnosti jejich populace je způsobeno specifickými bakuloviry.

Bylo prokázáno, že nemají žádný negativní vliv na savce, ptáky, ryby ani jiné necílové organismy, včetně člověka.

Jak se bakuloviry replikují?

Bakuloviry používají jedinečné mechanismy, aby přežily a množily se ve svém prostředí. Když jsou bakuloviry mimo hostitele a čekají na pozření, přežívají v okluzních tělesech. Jedná se o bílkovinná tělíska, která obalují a chrání viriony (formu viru vně hostitelské buňky), dokud nejsou pozřeny hostitelem.

Okluzní tělíska jsou v prostředí stabilní, ale když jsou pozřena hmyzem, vysoké pH hmyzího střeva způsobí rozpad bílkovin a uvolnění virionů.

Viriony vstupují do buněk a samoreplikují se, zmocňují se mechanismů hostitelské buňky k produkci DNA a bílkovin a vytvářejí další viry. Po proběhlé replikaci je posledním krokem produkce bílkoviny zvané polyhedrin. Tento protein krystalizuje v buňce a obklopuje viriony, čímž vytváří okluzní tělísko připravené k rozptýlení.

Viriony produkované okluzním tělískem se nazývají viriony odvozené od okluze (ODV). Dalším typem virionů, které bakuloviry produkují, jsou tzv. pupenové viriony (BV), které jsou zodpovědné za systémovou infekci z buňky na buňku uvnitř hmyzu.

Biopesticidy

Tyto viry mají obrovský odbyt v zemědělském průmyslu. Jejich specifičnost umožňuje, aby byly vybrány a navrženy tak, aby infikovaly a snížily množství jakéhokoli vybraného hmyzího škůdce.

Viry jsou obligátní parazité, což znamená, že se nemohou množit bez hostitele. To je pro použití bakulovirů jako přírodních pesticidů výhodné, protože jejich hladina se sníží, jakmile účinně sníží populaci cílového hmyzu.

Vysoká specifičnost bakulovirů však může být nevýhodou, protože zemědělci často chtějí jedinou investicí chránit proti různým hmyzím škůdcům. Proto může být zapotřebí výběr různých bakulovirových biopesticidů.

Jak je to ve srovnání s jinými insekticidními metodami?

Bakuloviry jsou ve srovnání s alternativními insekticidy, jako je chemické ošetření, relativně pomalé při snižování populace hmyzích škůdců. Používají se proto převážně jen u vysoce hodnotných plodin nebo v případě, že se plodiny staly rezistentními vůči chemickým insekticidům.

Chemické pesticidy jsou také ve srovnání s biopesticidy na bázi bakulovirů levnější, ale za cenu mnoha dalších potenciálních negativních účinků. Ty mohou zahrnovat poškození necílových organismů, které může ovlivnit místní ekosystém, a vznik rezistence.

Bakuloviry lze potenciálně také geneticky modifikovat, aby se zvýšila jejich účinnost a rychlost působení jako biopesticidů. Tato strategie bude pravděpodobně v budoucnu rozvíjena.

Virové vektory

Bakuloviry lze také použít jako vektory pro přenos genů, kdy lze při genové terapii klonovat určité zájmové geny do buněk. Tyto viry jsou v této oblasti užitečné, protože mají malé cytotoxické účinky v lidských buňkách a nereplikují se v nich.

Další výhodou bakulovirů jako virových vektorů oproti mnoha jiným formám genové terapie je absence zranitelnosti lidského imunitního systému, protože ten bakuloviry nerozpoznává.

Bakuloviry jsou tedy velmi užitečným nástrojem v moderní biotechnologii i v zemědělství a jejich vývoj v budoucnu může otevřít ještě více možností jejich využití.

Další čtení

• Všechen obsah o virologii
• Virologie – Co je to virologie?
• Virová onemocnění
• Historie virologie
• Molekulární biologie virologie &Virová terapie

Citace

.