Co to są bakulowirusy?

Baculowirusy, należące do rodziny Baculoviridae, są grupą wirusów DNA, które infekują owady. Wirusy te są bardzo małymi, pręcikowatymi strukturami, składającymi się z płaszcza białkowego zawierającego niewielką ilość DNA, który koduje składniki do dalszej reprodukcji wirusowej.

Colorhype |

Termin baculovirus pochodzi od łacińskiego baculum, co oznacza laskę lub laskę, oznaczając charakterystyczny kształt tych wirusów.

Wspólni żywiciele bakulowirusów

Bakulowirusy zakażają wiele gatunków owadów, głównie z rzędu Diptera (muchy), Hymenoptera (osy, pszczoły i mrówki) oraz Lepidoptera (motyle i ćmy). Najczęściej badane bakulowirusy infekują stadium larwalne rzędu Lepidoptera, tj. gąsienice.

Wirusy te odgrywają istotną rolę w niektórych naturalnych ekosystemach. Ćma cygańska, występująca w Ameryce Północnej, jest silnie regulowana przez bakulowirusy. Potencjalnie do 50% śmiertelności ich populacji jest powodowane przez specyficzne bakulowirusy.

Wykazano, że nie mają one negatywnego wpływu na ssaki, ptaki, ryby lub jakiekolwiek organizmy niebędące celem, w tym ludzi.

Jak replikują się bakulowirusy?

Bakulowirusy używają unikalnych mechanizmów, aby przetrwać i rozmnażać się w swoim środowisku. Kiedy bakulowirusy są na zewnątrz gospodarza, czekając na połknięcie, przeżywają w ciałach okluzyjnych. Są to ciała białkowe, które otaczają i chronią wirusy (forma wirusa poza komórką gospodarza), dopóki nie zostaną połknięte przez gospodarza.

Ciała okluzyjne są stabilne w środowisku, ale gdy zostaną połknięte przez owada, wysokie pH jelita owada powoduje rozpad białka i uwolnienie wirusów.

Wirusy wnikają do komórek i ulegają samoreplikacji, porywając maszynerię komórki gospodarza do produkcji DNA i białka, tworząc kolejne wirusy. Po replikacji, ostatnim etapem jest produkcja białka zwanego poliedryną. Białko to krystalizuje się w komórce i otacza wirusy, tworząc ciało okluzyjne gotowe do rozproszenia.

Wiriony wytwarzane przez ciało okluzyjne nazywane są wirusami pochodzącymi z okluzji (ODV). Innym typem wirusów produkowanych przez bakulowirusy są tzw. wirusy pączkujące (BV), które są odpowiedzialne za infekcje systemiczne w obrębie owadów, przenoszone z komórki do komórki.

Biopestycydy

Wirusy te mają ogromny rynek zbytu w przemyśle rolniczym. Ich specyficzność pozwala na ich selekcję i zaprojektowanie tak, aby infekowały i obniżały poziom dowolnie wybranych szkodników owadzich.

Wirusy są obligatoryjnymi pasożytami, co oznacza, że nie mogą rozmnażać się bez gospodarza. Jest to korzystne dla wykorzystania bakulowirusów jako naturalnych pestycydów, ponieważ ich poziom będzie malał, gdy skutecznie zmniejszą populację owada docelowego.

Wysoka specyficzność bakulowirusów może być jednak wadą, ponieważ rolnicy często chcą chronić przed różnymi szkodnikami owadzimi za pomocą jednej inwestycji. Dlatego może być potrzebny wybór różnych biopestycydów bakulowirusowych.

Jak to się ma do innych metod insektycydowych?

Bakulowirusy są stosunkowo powolne w redukcji populacji szkodników w porównaniu z alternatywnymi insektycydami, takimi jak zabiegi chemiczne. Dlatego są one stosowane głównie w przypadku upraw o wysokiej wartości lub gdy uprawy stały się odporne na insektycydy chemiczne.

Pestycydy chemiczne są również tańsze w porównaniu do biopestycydów bakulowirusowych, ale kosztem wielu innych potencjalnych negatywnych skutków. Mogą one obejmować uszkodzenia organizmów nie docelowych, co może mieć wpływ na lokalny ekosystem, oraz rozwój odporności.

Baculowirusy mogą być potencjalnie również modyfikowane genetycznie w celu zwiększenia wydajności i szybkości ich działania jako biopestycydów. Strategia ta będzie prawdopodobnie rozwijana w przyszłości.

Wektory wirusowe

Baculowirusy mogą być również wykorzystywane jako wektory dostarczania genów, w których pewne interesujące nas geny mogą być klonowane do komórek podczas terapii genowej. Wirusy te są użyteczne w tej dziedzinie, ponieważ mają niewiele efektów cytotoksycznych w komórkach ludzkich i nie replikują się w nich.

Inną zaletą bakulowirusów jako wektorów wirusowych, w porównaniu z wieloma innymi formami terapii genowej, jest brak podatności na ludzki układ odpornościowy, ponieważ nie rozpoznaje on bakulowirusów.

Baculowirusy są zatem bardzo użytecznym narzędziem w nowoczesnej biotechnologii, jak również w rolnictwie, a ich rozwój w przyszłości może otworzyć jeszcze więcej możliwości ich zastosowania.

Dalsza lektura

• Wszystkie treści dotyczące wirusologii
• Wirologia – Co to jest wirusologia?
• Choroby wirusowe
• Historia wirusologii
• Biologia molekularna wirusologii&Terapia wirusowa

Cytowania

.