Сибгатуллова А. К., Агольцов В. А., Калабеков М. И., Ордашева М. С. Гены вируса лейкоза крупного рогатого скота // Научная жизнь. 2025. Т. 20. Вып. 3 (141). С. 785-797. DOI: 10.35679/1991-9476-2025-20-3-785-797

Сибгатуллова Адыля Камилевна, канд. ветеринар. наук, доцент кафедры «Биология, экология, паразитология, водные биоресурсы и аквакультура», ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина»: Россия, 432017, Ульяновская обл., г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1.
Агольцов Валерий Александрович, д-р ветеринар. наук, профессор кафедры «Болезни животных и ветеринарно-санитарная экспертиза», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.
Калабеков Муталиф Ибрагимович, д-р ветеринар. наук, профессор, профессор кафедры «Зоотехния и ветеринарно-санитарная экспертиза», ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В. М. Кокова»: Россия, 360030, Кабардино-Балкарская Республика, г. Нальчик, пр-кт Ленина, 1в.
Ордашева Милана Сергеевна, студент, ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В. М. Кокова»: Россия, 360030, Кабардино-Балкарская Республика, г. Нальчик, пр-кт Ленина, 1в.

Тел.: (904) 252-85-53
E-mail: sibgatullova92@mail.ru

В обзоре представлена информация о функциях генов лейкоза крупного рогатого скота. Вирус лейкоза КРС является причиной лейкоза крупного рогатого скота и злокачественной формы В-клеточной лимфомы. Инфекция ВЛКРС относится к числу наиболее распространенных хронических заболеваний сельскохозяйственных животных. Основным признаком лейкоза является злокачественное разрастание клеток кроветворных органов с нарушением их созревания, в результате чего происходит диффузная инфильтрация органов этими клетками или появляются опухоли. Все ретровирусы кодируются генами gag, pro, pol и env, которые необходимы для производства инфекционных вирионов, и фланкируются двумя идентичными длинными концевыми повторами. Гены gag, pro, pol и env у ретровирусов кодируют внутренние структурные белки вириона, вирусную протеазу, обратную транскриптазу и гликопротеины оболочки вириона соответственно. Ген gag высококонсервативен и отвечает за кодирование трех основных негликозилированных белков: нуклеокапсидного белка p12 (который связывается с вирусной геномной РНК), матриксного белка p15 (который связывается с вирусной геномной РНК и взаимодействует с липидным бислоем вирусной мембраны) и нуклеокапсидного белка p24 (который служит основной мишенью иммунного ответа хозяина). Ген env кодирует два гликозилированных белка: белок оболочки gp51 и трансмембранный белок gp30, которые облегчают слияние вируса с клеткой посредством взаимодействия с рецепторами клеточной мембраны. Ген env кодирует поверхностный gp51 и трансмембранный gp30 гликопротеиды, играющие ключевую роль в морфогенезе вирионов. Они отвечают за тропизм к эпитопам клеток и за проникновение вируса в клетки и участвуют в слиянии клеток и образовании синцитиев. Установлен устойчивый консерватизм шести последовательностей gp51 изолятов вируса с различной географической локализацией. Регуляторные белки важны для регуляции транскрипции вируса, вызывая злокачественную трансформацию опухолей и выход вирусной инфекции, в то время как вспомогательные белки R3 и G4 помогают поддерживать высокую вирусную нагрузку.

Список литературы:

1. Верховский О. А., Алипер Т. И. Лейкоз крупного рогатого скота // Руководство по вирусологии: Вирусы и вирусные инфекции человека и животных / под ред. акад. РАН Д. К. Львова. – М.: Медицинское информационное агентство, 2013. – С. 869-873.

2. Генетический полиморфизм вируса лейкоза КРС на территории Российской Федерации / М. И. Гулюкин, Н. Г. Козырева, Л. А. Иванова [и др.] // Рос. с.-х. наука. – 2016. – № 5. – С. 56-59.
3. Изучение особенностей клинико-гематологического проявления лейкоза в зависимости от мутационных изменений в генотипе BLV / С. С. Абакин, Т. В. Красовская, Д. Г. Пономаренко [и др.] // Вестник АПК Ставрополья. – 2016. – № 1 (21). – С. 55-60.
4. Кудрявцева Т. П. Лейкоз животных / Т. П. Кудрявцева. – М.: Россельхозиздат, 1980. – 158 с.
5. Михалева Е. А. Сравнительная характеристика различных лабораторных систем культивирования вируса лейкоза крупного рогатого скота: Дис. … канд. вет. наук / Е. А. Михалева; ВИЭВ. – Москва, 1987. – 183 с.
6. Макаров В. В. Лейкоз крупного рогатого скота / В. В. Макаров // Российский ветеринарный журнал. – 2020. – № 2 (6). – С. 18-26.
7. Морфологическая характеристика и иммунологические свойства онкорнавируса типа С крупного рогатого скота / Г. А. Надточей, А. Ф. Валихова, Л. Г. Бурба, В. А. Горбатов // Доклады ВАСХНИЛ. – 1976. – Т. 5. – С. 31­33.
8. Применение интенсивных и экстенсивных эпизоотологических показателей для ретроспективного анализа лейкоза крупного рогатого скота / В. А. Агольцов, Е. С. Почепня, О. П. Бирюкова [и др.] // Научная жизнь. – 2024. – Т. 19, № 1(133). – С. 123-134. – DOI 10.26088/1991-9476-2024-19-1-123-134. – EDN NNNMID.
9. Прохватилова Л. Б. Разработка методов диагностики лейкоза крупного рогатого скота с использованием синтетических пептидов и олигонуклеотидов: Дис. канд. биол. наук. – Владимир, 1998. – 150 с.
10. Патент № 2824666 C1 Российская Федерация, МПК C12Q 1/68. Олигонуклеотидные праймеры для выявления РНК вируса энзоотического лейкоза крупного рогатого скота полимеразно-цепной реакцией: № 2024105841: заявл. 06.03.2024: опубл. 12.08.2024 / В. А. Агольцов, Л. П. Падило, А. К. Сибгатуллова [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н. И. Вавилова". – EDN LGTFLX.
11. Симонян Г. А. Лимфоидный лейкоз КРС // Ветеринария. – 1985. – №3. – С. 35-38.
12. Некоторые закономерности распространения онкорнавирусной инфекции в стаде симментальского скота / В. А. Крикун, В. А. Бусол, Б. З. Иткин, С. Г. Гридина // Сб. науч. трудов МВА. – 1980. – Т. 116. – С. 29­32.
13. Орлянкин Б. Г. Классификация и номенклатура РНК­содержащих вирусов позвоночных (обзор) / Б. Г. Орлянкин // Сельскохозяйственная биология. – 1996. – №2. – С. 3­24.
14. Agresti A. Use of polymerase chain reaction to diagnose bovine leukemia virus infection in calves at birth / A. Agresti, W. Ponti, M. Rocchi // Am. J. Vet. Res. – 1993. – Vol. 54, № 3. – P. 373­378.
15. A new genotype of bovine leukemia virus in South America identified by NGS-based whole genome sequencingand molecular evolutionary genetic analysis // M. Polat, S.N. Takeshima, K. Hosomichi, J. Kim [et al.] // Retrovirology. – 2016. – Vol. 13 – P. 4.
16. Attenuation of bovine leukemia virus by deletion of R3 and G4 open reading frames / L. Willems, P. Kerkhofs, F. Dequiedt, D. Portetelle [et al.] Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. // 1994. – Vol. 91. – P. 11532–11536.
17. Bovine leukemia virus matrix-associated protein MA(pl5): further processing and formation of a specific complex with the dimer of the 5'-terminal genomic RNA fragment / I. Katoh, H. Kyushiki, Y. Sakamoto, Y. Ikawa [et al.] // J. Virol. – 1991. – Vol. 65. – P. 6845-6855.
18. Bovine leukemia virus trans-activator p38tax activates heterologous promoters with a common sequence known as a cAMP-responsive element or the binding site of a cellular transcription factor ATF/ Katoh, I., Yoshinaka, Y., and Ikawa, Y. [et al.] // EMBO J. – 1989. – Vol. 8. – P. 497–503.
19. Bruck C. Biologically active epitopes of bovine leukemia virus glycoprotein gp51: Their dependence on protein glycosylation and genetic variability / C. Bruck, N. Rensonnet, D. Portetelle // Virology. – 1984. – Vol. 136. – P. 20­31.
20. Cornefert­Jensen F. Detection of a bovine virus associated with syncytial formation in mixed cell cultures / F. Cornefert­Jensen, N. D. Stock, R. R. Marshak // Bibl. Haematol. – 1969. – Vol. 36. – P. 453­464.
21. Classification and Nomenclature of viruses. Family Retroviridae / C. M. Faquet, M. A. Mayo, J. Maniloff, U. Desselberger, L.A. Ball // Eighth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Elsevier Acad Press. – 2005. – P. 421­440.
22. Detection and Molecular Characterization of Bovine Leukemia Virus in Egyptian Dairy Cattle / R. Hamada, S. Metwally, M. Polat, L. Borjigin [et al.]// Front. Vet. Sci. – 2020. – Vol. 7. – P. 608.
23. Depelchin A. Bovine leukemia virus (BLV)­infected B­cells express a marker similar to the CDS T­cell marker / A. Depelchin, J. J. Letesson, N. Lostrie Trussart // Immunol. Lett. – 1989. – Vol. 20. – P. 69­76.
24. Cooperation between bovine leukaemia virus transactivator protein and Ha-ras oncogene product in cellular transformation/ L. Willems, H. Heremans, G. Chen [et al.]// EMBO J. – 1990. – Vol. 9. – P. 1577–1581.
25. Comparison of the entire genomes of bovine leukemia virus and human T-cell leukemia virus and characterization of their unidentified open reading frames/ N. Sagata, T. Yasunaga, K. Ohishi, J. Tsuzuku-Kawamura [et al] // EMBO J. – 1984b – Vol. 3, P. 3231–3237.
26. Cross-activation of the Rex proteins of HTLV-I and BLV and of the Rev protein of HIV-1 and nonreciprocal interactions with their RNA responsive elements/ B. K. Felber, D. Derse, A. Athanassopoulos [ et al.]// New Biol. 1989. – Vol. 1. P. 318–328.
27. Cowley J. A. Infectivity of bovine leukaemia virus infected cattle: An ELISA for detecting antigens expressed in vitro cultured lymphocytes / J. A. Cowley, J. B. Molloy, C. N. Dimmock // Vet. Microbiol. – 1992. – Vol. 30. – P. 137­ 150.
28. Chlichlia, K., and Khazaie, K. HTLV-1 Tax: linking transformation, DNA damage and apoptotic T-cell death./ K. Chlichlia, K. Khazaie // Chem. Biol. Interact. – 2008. – Vol. 188. – P. 359–365.
29. Even attenuated bovine leukemia virus proviruses can be pathogenic in sheep/ A. Florins, N. Gillet, M. Boxus [et al.]// J. Virol. – 2007. – Vol. 81. – P. 10195–10200.
30. Franchini, G., Fukumoto, R., and Fullen, J. R. T-cell control by human T-cell leukemia/lymphoma virus type 1. // Int. J. Hematol. – 2003. – Vol. 78. – P. 280–296.
31. Gaudi S. Detection of bovine leukaemia virus (BLV) infection by DNA probe technology / S. Gaudi, W. Ponti, A. Agresti // Moll, and Cell. Probes. -– 1990. – ¬ Vol. 4, № 3. – P. 163­174.
32. Gillet, N. Mechanisms of leukemogenesis induced by bovine leukemia virus: prospects for novel anti-retroviral therapies in human. / Florins, A., Boxus, M., Burteau, C., Nigro, A., Vandermeers, F. [et al.] // Retrovirology. – 2007. – Vol. 4. – P.18.
33. Gatei M. H. Serum immunoglobulin concentrations in cattle naturally infected with bovine leukemia virus / M. H. Gatei, M. F. Lavin, R. C. W. Daniel // J. Vet. Med. В. – 1990. – Vol. 37. – P. 575­586.
34. Graves D. C. In vitro transmission and propagation of the bovine leukemia virus in monolayer cell cultures / D. C. Graves, J. F. Ferrer // Cancer. Res. – 1976. – N. 36. – P. 4152­4159.
35. HTLV-I basic leucine zipper factor gene mRNA supports proliferation of adult T cell leukemia cells / Y. Satou, J. Yasunaga, M. Yoshida [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. – 2006. – Vol.10, N 3. – P.720–725.
36. Human T-lymphotropic virus type 1 mitochondrion-localizing protein p13II sensitizes Jurkat T cells to Ras-mediated apoptosis / H. Hiraragi, B. Michael, A. Nair, M. Silic-Benussi [et al.] // J. Virol. – 2005. – Vol. 79. – P. 9449–9457.
37. Human T-lymphotropic virus type 1 p30(II) regulates gene transcription by binding CREB binding protein/p300 / W. Zhang, J. W. Nisbet, B. Albrecht, W.Ding [et al.] // J. Virol. – 2001. – Vol. 75. – P. 9885–9895.
38. Johnson R. Bovine leukemia virus. Zoonotic potential molecular epidemiology, and an animal model / R. Johnson, J. B. Kaneene // Continuing education article No 8. The Сompendium, North American Edition. Food animal. – 1991. – Vol. 13, № 10. – P. 1631­1639.
39. Kabeya H. Characterization of immune responses caused by bovine leukemia virus envelope peptides in sheep / H. Kabeya, K. Ohashi, C. Sugimoto // J. Vet. Med. Sci. – 1999. – Vol. 61, N 5. – P. 475­480.
40. Kerkhofs, P., Heremans, H.; Burny, A.; Kettmann, R.; Willems, L.In vitroandin vivooncogenic potential of bovine leukemiavirus G4 protein. J. Virol. 1998. – Vol. 72. – P. 2554–2559.
41. Lairmore, M. D. Animal models of bovine leukemia virus and human T-lymphotrophic virus type-1: Insights in transmission andpathogenesis. Annu. Rev. Anim. Biosci. – 2014. – Vol. 2. – P.189–208.
42. Mammerickx M. Experimental cross-transmissions of bovine leukemia virus (BLV) between several animal species/ M. Mammerickx, D. Portetelle, A. Burny, // Zbl. Vet. Med. B. – 1981. – Vol. 28. – P. 69–81.
43. Mutant tax protein from bovine leukemia virus with enhanced ability to activate the expression of c-fos / S. Tajima, Y. Aida, [et al.] // J. Virol. – 2002. – Vol. 76. – P. 2557–2562.
44. Molecular Characterization of the env Geneof Bovine Leukemia Virus in Cattle from Pakistan with NGS-Based Evidence of Virus Heterogeneity / M. Rola-Luszczak, A. Sakhawat, A. Pluta, A. Rylo [et al.] // Pathogens. – 2021. – Vol.10. - P. 910.
45. Mamoun R. Z. Bovine lymphosarcoma: processing of bovine leukemia virus­coded proteins / R. Z. Mamoun, Т. Astier, B. Guillemain // J. Gen. Virol. – 1983. – Vol. 64, № 12. – Р. 2791­2795.
46. Oncogenic transformation by the tax gene of human T-cell leukemia virus type I in vitro / A. Tanaka, C. Takahashi, S. Yamaoka, T. Nosaka [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. – 1990. – Vol. 87. – P. 1071–1075.
47. Oncoviral bovine leukemia virus G4 and human T-cell leukemia virus type 1 p13(II) accessory proteins interact with farnesyl pyrophosphate synthetase / L. Lefebvre, A. Vanderplasschen, V. Ciminale, H. Heremans [et al.] // J. Virol. – 2002. – Vol. 76. – P. 1400–1414.
48. Provirus variants of bovine leukemia virus in naturallyinfected cattle from Argentina and Japan / M. Licursi, Y. Inoshima, D. Wu., T. Yokoyama [et al.] // Vet. Microbiol. – 2003. – Vol. 96. – P. 17–23.
49. Polat, M. Epidemiology and genetic diversity of bovine leukemia virus / M. Polat, S.N. Takeshima, Y. Aida // Virol J. – 2017. – Vol. 14 (1). – P. 209.
50. Prevalence of bovine leukemia in 1983–2019 in China: A systematic review and meta-analysis / B. Y. Ma, Q. L. Gong, C. Y. Sheng [et al.] // Microb. Pathog. – 2020. – Vol. 150. – P. 142–150.
51. Pyeon, D.; Splitter, G. A. Regulation of bovine leukemia virus tax and pol mRNA levels by interleukin-2 and -10. J. Virol. 1999. – Vol. 73. P. 8427–8434.
52. Philpott, S. M. Defective DNA repair in cells with human T-cell leukemia/bovine leukemia viruses: role of tax gene./ S. M. Philpott and Buehring, G. C. // J. Natl. Cancer Inst. – 1999. – Vol. 91. – P. 933–942.
53. Phylogenetic analysis of env gene of bovine leukemia virus strains spread in Miyazaki prefecture, Japan / M. A. Marawan, H. Mekata, T. Hayashi [et al.] // J. Vet. Med. Sci. – 2017. –Vol. 79 (5). – P. 912-916.
54. Prevalence and molecular epidemiology of bovine leukemia virus in Colombian cattle / A. P. Corredor-Figueroa, S. Salas, N. N. Olaya-Galan, J. S. Quintero [et al.] // Infect. Genet. Evol. – 2020. – Vol. 80. – P.104 –171.
55. Richard, A. Caspase cleavage of viral proteins, another way for viruses to make the best of apoptosis / A. Richard, D. Tulasne // Cell Death Dis. – 2012. – Vol. 3, e277.
56. Reduced humoral immunity and atypical cell-mediated immunity in response to vaccination in cows naturally infected with bovine leukemia virus / M. C. Frie, K. R. Sporer, J. C. Wallace [et al.] // Vet. Immunol. Immunopathol. – 2016. – Vol. 182. – P. 125-135.
57. Selective ablation of human T-cell lymphotropic virus type 1 p12I reduces viral infectivity in vivo / N. D. Collins, G. C. Newbound, B. Albrecht [et al.] // Blood. – 1998. – Vol. 91. – P. 4701–4707.
58. Seguence variability of bovine leukemia virus env gene and its relevance to the structure and antigenicity of the glycoproteins / R. Z. Mamoun, M. Morisson, N. Rebeyrotte [et al.] // J. Virol. – 1990. – Vol.64, N 9. – P. 4180-4188.
59. Sequencing and phylogenetic analysis of thegp51 gene from Korean bovine leukemia virus isolates / E. Lee, E. J. Kim, H. K. Joung, B. H. Kim [et al.] // Virol. J. – 2015. – Vol. 12. P. 64.
60. Seroprevalence Risk Factors and Molecular Identification of Bovine Leukemia Virus in Egyptian Cattle / A. Selim, E. A. Manaa, A. D. Alanazi, M. S. [et al.] // Animals. – 2021. – Vol.11., N 3. – P. 319.
61. Stock N. D. Replicating С­type virus in phytohemagglutinin­treeted buffycoat cultures of bovine origine / N. D. Stock, J. F. Ferrer // J. Natl. Cancer Inst. – 1972. – Vol. 48. – P. 985­996.
62. Transformation to continuous growth of primary human T lymphocytes by human T-cell leukemia virus type I X-region genes transduced by a Herpesvirus saimiri vector. / R. Grassmann, C. Dengler, I. Muller-Fleckenstein [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. – 1989. – Vol. 86. – P. 3351–3355.
63. The complementary strand of the human T-cell leukemia virus type 1 RNA genome encodes a bZIP transcription factor that down-regulates viral transcription/ G. Gaudray, F. Gachon, J. Basbous, M. Biard-Piechaczyk [et al.] // J. Virol. – 2002. – Vol. 76. – P. 12813–12822.
64. Werner O. EnifllLb verschiedener Kultivierungsbedingungen auf dis Freisetzung des bovines Leukoswirus aus peripheren Leukozyten des Rindes / O. Werner, H. Rossler, W. Wittmann // Arch. exp. Veterinarmed. – 1982. – Bd. 36, N 3. – Р. 465­475.
65. Willems L. A cyclic AMP­responsive DNA­binding protein (CREB2) is a cellular transactivator of the bovine leukemia virus long terminal repeat / L. Willems, R. Kettmann, G. Chen // J. Virol. – 1992. – Vol. 66. – P. 766­772.
66. Willems L. Mutation in the bovine leukemia virus tax protein can abrogate the LTR directed transactivating activity without concomitant loss of transforming potential / L. Willems, C. Grimonport, H. Heremans // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1992. – Vol. 89. – P. 3957­3961.
67. White K. N. Cellular targets for trandformation by the adenovirus E1A proteins / K. N. White, N. M. Wiliamson, E. Harlow // Cell. – 1989. – Vol. 56. – P. 67­75.

BOVINE LEUKEMIA VIRUS GENES

Sibgatullova Adylya Kamilevna, Cand. of Vet. Sci., Ass. Prof. of the Depart. of Biology, ecology, parasitology, aquatic bioresources and aquaculture, Ulyanovsk state agrarian university named after P.A. Stolypin, Ulyanovsk, Russia.
Agoltsov Valery Alexandrovich, Dr. of Vet. Sci., Prof., Prof. of the Depart. of Animal diseases and veterinary and sanitary expertise, Saratov state university of genetics, biotechnology and engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.
Kalabekov Mutalif Ibragimovich, Dr. of Vet. Sci., Prof., Prof. of the Depar. of Animal science and veterinary and sanitary expertise, Kabardino-Balkarian state agrarian university named after V.M. Kokov, Nalchik, Russia.
Ordasheva Milana Sergeevna, student of the Depart. of Veterinary medicine, Kabardino-Balkarian state agrarian university named after V.M. Kokov, Nalchik, Russia.

Keywords: leukemia, cattle, genes, functions, proteins, long terminal repeat.

Abstract. The review presents information on the functions of bovine leukemia genes. Bovine leukemia virus is the cause of bovine leukemia and a malignant form of B-cell lymphoma. BLV infection is one of the most common chronic diseases of farm animals. The main symptom of leukemia is the malignant proliferation of hematopoietic cells with impaired maturation, resulting in diffuse infiltration of organs by these cells or the appearance of tumors. All retroviruses are encoded by the gag, pro, pol, and env genes, which are necessary for the production of infectious virions, and are flanked by two identical long terminal repeats. The gag, pro, pol, and env genes in retroviruses encode internal structural proteins of the virion, viral protease, reverse transcriptase, and glycoproteins of the virion envelope, respectively. The gag gene is highly conserved and is responsible for encoding three major non-glycosylated proteins: the nucleocapsid protein p12 (which binds to the viral genomic RNA), the matrix protein p15 (which binds to the viral genomic RNA and interacts with the lipid bilayer of the viral membrane), and the nucleocapsid protein p24 (which serves as the main target of the host immune response). The env gene encodes two glycosylated proteins: the envelope protein gp51 and the transmembrane protein gp30, which facilitate virus-cell fusion through interaction with cell membrane receptors. The env gene encodes the surface gp51 and transmembrane gp30 glycoproteins, which play a key role in virion morphogenesis. They are responsible for tropism to cellular epitopes and for virus penetration into cells and are involved in cell fusion and syncytia formation. Stable conservatism of six gp51 sequences of virus isolates with different geographic localizations was established. Regulatory proteins are important for regulating viral transcription, causing malignant transformation of tumors and release of viral infection, while auxiliary proteins R3 and G4 help maintain a high viral load.