Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Bacteriophage MS2 )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вирус эшерихии MS2
Капсид MS2
Структура капсида бактериофага MS2 . Три квазиэквивалентных конформера помечены синим (цепь a), зеленым (цепь b) и пурпурным (цепь c).
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Царство :Рибовирия
Королевство:Орторнавиры
Тип:Lenarviricota
Учебный класс:Allassoviricetes
Заказ:Левивиралес
Семья:Левивириды
Род:Левивирус
Разновидность:
Вирус эшерихии MS2

Вирус Escherichia MS2 представляет собой икосаэдрический одноцепочечный РНК- вирус с положительным смыслом, который инфицирует бактерии Escherichia coli и других представителей Enterobacteriaceae . [1] MS2 является членом семейства близкородственных бактериальных вирусов, которое включает бактериофаг f2 , бактериофаг Qβ , R17 и GA. [2]

История [ править ]

В 1961 году MS2 был выделен Элвином Джоном Кларком и признан РНК-содержащим фагом, очень похожим на бактериофаг f2 . [3]

В 1976 году геном MS2 был первым геномом, который был полностью секвенирован. [4] Это было достигнуто Уолтером Файерсом и его командой на основе их более ранней вехи в 1972 году - первого полностью секвенированного гена - белка оболочки MS2. [5] Эти последовательности были определены на уровне РНК, тогда как следующее важное достижение, последовательность генома бактериофага ΦX174 в 1977 году, была определена с использованием ДНК. [6] Первой попыткой статистического анализа генома MS2 был поиск закономерностей в нуклеотидной последовательности. Было идентифицировано несколько некодирующих последовательностей, однако во время этого исследования (1979 г.) функции некодирующих паттернов были неизвестны. [7]

Вирусология [ править ]

Структура [ править ]

Схематический рисунок вириона левивируса (поперечный разрез и вид сбоку)

Вирион MS2 (вирусная частица) имеет диаметр около 27 нм, как определено с помощью электронной микроскопии. [8] Он состоит из одной копии белка созревания и 180 копий белка оболочки (организованных в виде 90 димеров), собранных в икосаэдрическую оболочку с числом триангуляции T = 3 , защищая геномную РНК внутри. [9] Вирион имеет изоэлектрическую точку (pI) 3,9. [10]

Структура белка оболочки представляет собой пятицепочечный β-лист с двумя α-спиралями и шпилькой . Когда капсид собран, спирали и шпилька обращены к внешней стороне частицы, а β-лист обращен внутрь. [11]

Геном [ править ]

Геном вируса эшерихии MS2
ГенРазмерГенный продуктаа
мат

(MS2g1)

1487 н.созревание

белок

393
cp

(MS2g2)

510 нтбелок оболочки130
лиз

(MS2g3)

295 нтлизисный белок75
представитель

(MS2g4)

2055 н.РНК-репликаза ,

бета-субъединица

545

Геном MS2 , является одним из самых маленьких известно, состоящий из 3569 нуклеотидов одноцепочечной РНК. [4] Он кодирует всего четыре белка: белок созревания (А-белок), белок лизиса, белок оболочки и белок репликазы . [1] Ген, кодирующий белок лизиса ( lys ), перекрывает как 3'-конец вышестоящего гена ( cp ), так и 5'-конец нижележащего гена ( rep ), и был одним из первых известных примеров перекрывающихся генов. . Геном РНК с положительной цепью служит информационной РНК.и транслируется при снятии оболочки вируса внутри клетки-хозяина. Хотя четыре белка кодируются одной и той же информационной / вирусной РНК, не все они экспрессируются на одинаковых уровнях; Экспрессия этих белков регулируется сложным взаимодействием между трансляцией и вторичной структурой РНК .

Жизненный цикл [ править ]

MS2 инфицирует кишечные бактерии, несущие фактор фертильности (F) , плазмиду, которая позволяет клеткам служить донорами ДНК при конъюгации бактерий . Гены на плазмиде F приводят к продукции пилуса F , который служит вирусным рецептором. MS2 прикрепляется к стороне пилуса посредством своего единственного белка созревания. Точный механизм проникновения фаговой РНК в бактерию неизвестен.

Как только вирусная РНК попадает в клетку, она начинает действовать как информационная РНК для производства фаговых белков. Ген самого распространенного белка, белка оболочки, может быть немедленно переведен. Начало трансляции гена репликазы обычно скрыто во вторичной структуре РНК, но может временно открываться, когда рибосомы проходят через ген белка оболочки. Трансляция репликазы также прекращается после того, как было произведено большое количество белка оболочки; димеры белков оболочки связывают и стабилизируют шпильку оператора РНК", блокируя начало репликазы. Начало гена белка созревания доступно в реплицируемой РНК, но скрыто во вторичной структуре РНК в завершенной РНК MS2; это обеспечивает трансляцию лишь очень небольшого числа копий белка созревания на одну РНК. Наконец, Ген белка лизиса может быть инициирован только рибосомами, которые завершили трансляцию гена белка оболочки и «возвращаются» к началу гена белка лизиса, примерно с 5% частотой [1].

Жизненный цикл бактериофага MS2

Репликация плюс-цепи генома MS2 требует синтеза комплементарной минус-цепи РНК, которую затем можно использовать в качестве матрицы для синтеза новой плюс-цепи РНК. Репликация MS2 изучена гораздо хуже, чем репликация родственного бактериофага Qβ , отчасти потому, что репликазу MS2 трудно выделить, но, вероятно, она похожа. [1]

Считается, что образование вириона инициируется связыванием белка созревания с РНК MS2; на самом деле комплекс белка созревания и РНК заразен. Сборка икосаэдрической оболочки или капсида из белков оболочки может происходить в отсутствие РНК; однако сборка капсида зарождается за счет связывания димера белка оболочки со шпилькой оператора, и сборка происходит при гораздо более низких концентрациях белка оболочки, когда присутствует РНК MS2. [1]

Бактериальный лизис и высвобождение вновь образованных вирионов происходит, когда накоплено достаточное количество лизисного белка. Белок лизиса (L) образует поры в цитоплазматической мембране, что приводит к потере мембранного потенциала и разрушению клеточной стенки . [1] Известно, что лизисный белок связывается с DnaJ через важный остаток P330. [12] LS дипептидный мотив на L-белке обнаружен во всем роду Levivirus и, по-видимому, важен для лизисной активности, хотя их различные местоположения предполагают, что они развивались независимо. [13]

Приложения [ править ]

С 1998 года [14] шпилька оператора MS2 и белок оболочки нашли применение в обнаружении РНК в живых клетках (см. Маркировку MS2 ). MS2 и другие вирусные капсиды также в настоящее время исследуются в качестве агентов для доставки лекарств, визуализации опухолей и сбора света. [15]

MS2, из-за его структурного сходства с норовирусами , аналогичных оптимальных условий распространения и непатогенности для людей, использовался в качестве заменителя норовирусов в исследованиях передачи заболеваний. [16]

См. Также [ править ]

  • бактериофаг
  • бактериофаг f2
  • бактериофаг Qβ
  • фаг phi-X174

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f ван Дуин Дж, Царева Н. (2006). «Одноцепочечные РНК-фаги. Глава 15». В календаре RL (ред.). Бактериофаги (второе изд.). Издательство Оксфордского университета. С. 175–196. ISBN 978-0195148503.
  2. ↑ Ni CZ, White CA, Mitchell RS, Wickersham J, Kodandapani R, Peabody DS, Ely KR (декабрь 1996 г.). «Кристаллическая структура белка оболочки бактериофага GA: модель несобранного димера» . Белковая наука . 5 (12): 2485–93. DOI : 10.1002 / pro.5560051211 . PMC 2143325 . PMID 8976557 .  
  3. ^ «Национальная академия наук: тезисы докладов, представленных на осеннем собрании, 29 октября, Ла-Хойя, Калифорния, 30 октября - 1 ноября 1961 г., Лос-Анджелес». Наука . 134 (3488): 1425–37. Ноябрь 1961 г. Bibcode : 1961Sci ... 134.1425. . DOI : 10.1126 / science.134.3488.1425 . PMID 17795773 . 
  4. ^ a b Fiers W, Contreras R, Duerinck F, Haegeman G, Iserentant D, Merregaert J, Min Jou W., Molemans F, Raeymaekers A, Van den Berghe A, Volckaert G, Ysebaert M (апрель 1976 г.). «Полная нуклеотидная последовательность РНК бактериофага MS2: первичная и вторичная структура гена репликазы». Природа . 260 (5551): 500–7. Bibcode : 1976Natur.260..500F . DOI : 10.1038 / 260500a0 . PMID 1264203 . 
  5. ^ Мин Жу W, Haegeman G, M Исебаерт, Фирс W (май 1972). «Нуклеотидная последовательность гена, кодирующего белок оболочки бактериофага MS2». Природа . 237 (5350): 82–8. Bibcode : 1972Natur.237 ... 82J . DOI : 10.1038 / 237082a0 . PMID 4555447 . 
  6. ↑ Sanger F, Air GM, Barrell BG, Brown NL, Coulson AR, Fiddes CA, Hutchison CA, Slocombe PM, Smith M (февраль 1977 г.). «Нуклеотидная последовательность ДНК бактериофага phi X174». Природа . 265 (5596): 687–95. Bibcode : 1977Natur.265..687S . DOI : 10.1038 / 265687a0 . PMID 870828 . 
  7. ^ Эриксон JW, Альтман GG (апрель 1979). «Поиск закономерностей в нуклеотидной последовательности генома MS2». Журнал математической биологии . 7 (3): 219–30. DOI : 10.1007 / BF00275725 .
  8. ^ Strauss JH, Sinsheimer RL (июль 1963). «Очистка и свойства бактериофага MS2 и его рибонуклеиновой кислоты». Журнал молекулярной биологии . 7 : 43–54. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (63) 80017-0 . PMID 13978804 . 
  9. ^ Valegård К, Liljas л, Fridborg К, Т Unge (май 1990 г.). «Трехмерная структура бактериального вируса MS2». Природа . 345 (6270): 36–41. Bibcode : 1990Natur.345 ... 36V . DOI : 10.1038 / 345036a0 . PMID 2330049 . 
  10. ^ Дауд SE, Пиллаи SD, Ван S, Corapcioglu MY (1998). «Определение специфического влияния изоэлектрической точки и размера вируса на адсорбцию и перенос вируса через песчаные почвы» . Прил. Environ. Microbiol. 64 (2): 405–410. DOI : 10.1128 / aem.64.2.405-410.1998 . PMC 106058 . PMID 9464373 .   
  11. ^ Golmohammadi R, Valegård K, Fridborg K, L Liljas (декабрь 1993). «Уточненная структура бактериофага MS2 при разрешении 2,8 А». Журнал молекулярной биологии . 234 (3): 620–39. DOI : 10.1006 / jmbi.1993.1616 . PMID 8254664 . 
  12. ^ Chamakura KR, Tran JS, Young R (июнь 2017). «Лизис MS2 Escherichia coli зависит от шаперона хозяина DnaJ» . Журнал бактериологии . 199 (12). DOI : 10.1128 / JB.00058-17 . PMC 5446614 . PMID 28396351 .  
  13. ^ Chamakura КР, Эдвардс Г. Б., Янг R (июль 2017 г.). «Мутационный анализ белка L лизиса MS2» . Микробиология . 163 (7): 961–969. DOI : 10.1099 / mic.0.000485 . PMC 5775895 . PMID 28691656 .  
  14. ^ Бертран E, Chartrand P, Schaefer M, Shenoy SM, Singer RH, RM Long (октябрь 1998). «Локализация частиц мРНК ASH1 в живых дрожжах». Молекулярная клетка . 2 (4): 437–45. DOI : 10.1016 / S1097-2765 (00) 80143-4 . PMID 9809065 . 
  15. ^ Глазго Дж, Tullman-Ercek D (июль 2014). «Производство и применение инженерных вирусных капсидов». Прикладная микробиология и биотехнология . 98 (13): 5847–58. DOI : 10.1007 / s00253-014-5787-3 . PMID 24816622 . 
  16. ↑ Fox M (8 сентября 2014 г.). «Вирусы распространяются в офисе« как сумасшедшие », - показало исследование» . Сегодняшнее шоу .

Внешние ссылки [ править ]

  • Полный геном (также изолирует R17 , DL16 и J20 )