Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Rudiviridae )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Рудивирус
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Царство :incertae sedis
Королевство:incertae sedis
Тип:incertae sedis
Учебный класс:incertae sedis
Заказ:Ligamenvirales
Семья:Rudiviridae
Род:Рудивирус
Типовой вид
Палочковидный вирус Sulfolobus islandicus 2
Разновидность

Рудивирус - это род вирусов отряда Ligamenvirales ; это единственный род в семействе Rudiviridae . Эти вирусы представляют собой вирусы без оболочки, жесткие стержневидные вирусы с линейными геномами дцДНК, которые инфицируют гипертермофильные археи королевства Crenarchaeota . [1] [2] В настоящее время существует три вида этого рода, включая типовой вид Sulfolobus islandicus палочковидный вирус 2 . [3] [4] Название семейства происходит от латинского rudis , «тонкий стержень», обозначающего форму вириона.

Подробности [ править ]

Два основных вида, вирусы SIRV1 и SIRV2, были продуцированы клонированными колониями штаммами Sulfolobus islandicus . Эти два штамма были выделены из проб, взятых в 1994 году из различных сольфатарных полей в Исландии , Кверкфьёлль и Хверагерди , которые разделены расстоянием 250 км. Эти исландские горячие источники с солфатаровой кислотой достигают температуры 88 ° C и pH 2,5. Что касается стабильности у многих хозяев, SIRV2 является лучшим кандидатом на роль типового вида, чем SIRV1. [5]

Палочковидный вирус 1 Acidianus, ARV1, первый представитель семейства Rudiviridae, заражающий гипертермофильные археи рода Acidianus , был выделен из горячего источника в Поццуоли , Италия, в 2005 г. [6]

Stygiolobus стержневой формы вирус , СРВ, который заражает гипертермофильное Stygiolobus видов, был выделен из горячего источника в Азорском , Португалии в 2008 году [7]

Члены Rudiviridae имеют общие структурные и геномные характеристики с вирусами из семейства Lipothrixviridae , которое содержит гибкие нитчатые вирусы в оболочке. Вирусы из двух семейств имеют линейные геномы дцДНК и имеют до девяти общих генов. Кроме того, нитчатые частицы рудивирусов и липотриксвирусов построены из структурно схожих, гомологичных основных белков капсида . Благодаря этим общим свойствам вирусы двух семейств классифицируются в отряд Ligamenvirales . [8] Кроме того, члены Ligamenvirales структурно родственны вирусам семейства Tristromaviridae.которые, как и липотриксвирусы, имеют оболочку и кодируют два паралогичных основных капсидных белка с такой же укладкой, как у рудивирусов и липотриксвирусов. [9] Из-за этих структурных сходств отряд Ligamenvirales и семейство Tristromaviridae было предложено объединить в класс Tokiviricetes (toki означает «нить» на грузинском языке, а viricetes - официальный суффикс класса вирусов).

Структура [ править ]

Вирионы не имеют оболочки и состоят из трубчатой суперспирали, образованной дцДНК и основным структурным белком, с пробками на каждом конце, к которым прикреплены три хвостовых волокна. Эти хвостовые волокна, по-видимому, участвуют в адсорбции на поверхности клетки-хозяина и образованы одним из второстепенных структурных белков.

Оба палочковидных вируса Sulfolobus islandicus представляют собой жесткие стержни шириной около 23 нм, но различаются по длине: длина SIRV1 составляет около 830 нм, а длина SIRV2 - около 900 нм. Они представляют собой центральный канал ок. 6 нм, который заключает в себе геном ДНК. На каждом конце стержня есть заглушка прибл. 48 нм в длину и 6 нм в диаметре, которые заполняют концевую часть полости, вместе с тремя хвостовыми волокнами длиной прибл. Длина 28 нм.

Трехмерная реконструкция вириона SIRV2 с разрешением ~ 4 ангстрем была получена с помощью криоэлектронной микроскопии. [10] Структура выявила ранее неизвестную форму организации вириона, при которой альфа-спиральный главный капсидный белок SIRV2 оборачивается вокруг ДНК, делая ее недоступной для растворителя. Было обнаружено, что вирусная ДНК полностью находится в А-форме, что предполагает общий механизм защиты ДНК в наиболее неблагоприятных условиях с бактериальными спорами.

Палочковидный вирус 1 Acidianus имеет длину 610 нм и ширину 22 нм, также имеет три хвостовых волокна, выступающие на каждом конце, и один и тот же центральный канал, инкапсулирующий геном.

Stygiolobus палочковидные вирусах отображает аналогичную палочковидные морфологии, размера 702 нм на 22 нм.

РодСтруктураСимметрияКапсидГеномное расположениеГеномная сегментация
РудивирусСтержневидныйСпиральныйБез оболочкиЛинейныйОдночастный

[4]

Геном [ править ]

Геном рудивируса состоит из линейной дцДНК и колеблется от 24 т.п.н. (ARV1) до 35 т.п.н. (SIRV2). Две цепи линейных геномов ковалентно связаны, и на обоих концах генома есть инвертированные концевые повторы. Размер вирусов Sulfolobus rudiviruses достигает 32,3 т.п.н. для SIRV1 и 35,8 т.п.н. для SIRV2 с инвертированными концевыми повторами размером 2029 п.о. на концах линейного генома. Содержание G + C в обоих геномах крайне низкое, всего 25%, тогда как геном Sulfolobus solfataricus (секвенированный геном, ближайший к хозяину вируса) составляет 37%.

Последовательность и состав генома ARV1 сильно отличаются от таковых у Sulfolobus rudiviruses. ARV1 имеет геном из 24 655 п.н., включая инвертированные концевые повторы по 1365 п.н. на обоих концах.

SRV демонстрирует достаточные геномные отличия от других рудивирусов, чтобы оправдать его классификацию как новый вид. Его геном насчитывает 28 096 п.н. и содержит перевернутые концевые повторы длиной 1030 п.н.

Хотя последовательности инвертированных концевых повторов рудивирусов различаются, все они несут мотив AATTTAGGAATTTAGGAATTT около концов генома, который может представлять собой сигнал для резольвазы соединения Холлидея [11] и репликации ДНК .

Паттерны транскрипции и регуляция транскрипции [ править ]

В транскрипционные узоры rudiviruses SIRV1 и SIRV2 относительно просты, с несколькими временными различиями экспрессии. [12] Напротив, по крайней мере, 10% его генов, как было предсказано, имеют различные ДНК-связывающие мотивы в кодируемых ими белках, и были признаны предполагаемыми регуляторами транскрипции . [13] Было высказано предположение о высокой доле вирусных генов, кодирующих ДНК-связывающие белки с ДНК-связывающими мотивами ленты-спирали-спирали (RHH) . Обилие генов, кодирующих белки, принадлежащие к суперсемейству RHH, присутствующие в геномах кренархей и их вирусов, может подчеркивать важную роль этих белков в генах хозяина и вируса.регуляция транскрипции в суровых условиях.

Белок SvtR [14] был первым детально охарактеризованным регулятором RHH кренархей, а также первыми кодируемыми вирусами регуляторами транскрипции в пределах домена архей . Он сильно подавляет транскрипцию второстепенного структурного белка и, в меньшей степени, собственного гена. Структура очень похожа на структуру бактериальных белков RHH, несмотря на низкое сходство последовательностей, таких как CopG, регулятор контроля числа копий бактериальной плазмиды.

Sulfolobus islandicus закодированы активатора транскрипции, STA1, также было показано , для активации транскрипции нескольких вирусных генов. [15]

Жизненный цикл вирусов [ править ]

Палочковидный вирус 2 Sulfolobus islandicus (SIRV2) распознает своего хозяина, связываясь с пили типа 4, в большом количестве присутствующие на поверхности клетки. [16] [17] Первоначально вирус связывается с верхушкой ворсинок, а затем продвигается вдоль ворсинок к поверхности клетки, где вирион разбирается, а геном SIRV2 усваивается неизвестным механизмом. [16] SIRV2 - это литический вирус, который убивает клетку-хозяина в результате продуманных механизмов, управляемых вирусом. Массовая деградация хромосом хозяина происходит из-за вирусной инфекции, и сборка вирионов происходит в цитоплазме.. Вирионы высвобождаются из клетки-хозяина посредством механизма, который включает образование специфических клеточных структур. [18]

РодДетали хостаТканевый тропизмДетали входаДетали выпускаСайт репликацииСайт сборкиПередача инфекции
РудивирусГипертермофильные археи: Sulfolobus islandicusНиктоАдсорбция на пили типа 4ЛизисЦитоплазмаЦитоплазмаКонтакт

[4]

Возможные применения в нанотехнологиях [ править ]

SIRV2 может действовать как шаблон для сайт-селективной и пространственно контролируемой химической модификации. Как концы, так и тело вируса, или только концы, можно адресовать химическим путем, поэтому SIRV2 можно рассматривать как структурно уникальный наностроительный блок. [19]

Заметки [ править ]

Изучение вирусов кренархей все еще только начинается. Наши знания об их биологии и основных молекулярных процессах, включая инфекцию, взаимодействия вируса с хозяином, репликацию и упаковку ДНК, а также регуляцию транскрипции, несколько ограничены.

Рудивирусы являются многообещающими кандидатами на роль общей модели для детальных исследований биологии архейных вирусов. Они действительно легко поддерживаются в лабораторных условиях и могут быть получены с достаточным выходом, в отличие от многих других вирусов архей.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Zillig, W .; Прангишвили, Д .; Schleper, C .; Эльферинк, М .; Holz, I .; Albers, S .; Janekovic, D .; Гётц, Д. (1996). «Вирусы, плазмиды и другие генетические элементы термофильных и гипертермофильных архей» . FEMS Microbiol. Ред . 18 (2–3): 225–236. DOI : 10.1111 / j.1574-6976.1996.tb00239.x . PMID  8639330 .
  2. ^ Прангишвили, Д .; Стедман, К .; Зиллиг, В. (2001). «Вирусы чрезвычайно теплолюбивой археи Sulfolobus ». Trends Microbiol . 9 (1): 39–43. DOI : 10.1016 / s0966-842x (00) 01910-7 . PMID 11166242 . 
  3. ^ ICTV. «Таксономия вирусов: выпуск 2014 г.» . Проверено 15 июня 2015 года .
  4. ^ a b c «Вирусная зона» . ExPASy . Проверено 15 июня 2015 года .
  5. ^ Прангишвили, Дэвид; Питер Арнольд, Ханс; Гётц, Дороти; Зизе, Ульрике; Хольц, Инджелор; Кристьянссон, Якоб К .; Циллиг, Вольфрам (1999). «Новое семейство вирусов, Rudiviridae: структура, взаимодействие вируса с хозяином и изменчивость генома вирусов Sulfolobus SIRV1 и SIRV2» . Генетика . 152 (4): 1387–1396. PMC 1460677 . PMID 10430569 .  
  6. ^ Vestergaard, G .; Häring, M .; Пэн, X .; Рэйчел, Р.; Гарретт, РА; Прангишвили, Д. (2005). «Новый рудивирус, ARV1, гипертермофильный архейный род Acidianus ». Вирусология . 336 (1): 83–92. DOI : 10.1016 / j.virol.2005.02.025 . PMID 15866073 . 
  7. ^ Vestergaard, G .; Shah, SA; Bize, A .; Reitberger, W .; Reuter, M .; Phan, H .; Briegel, A .; Рэйчел, Р.; Гарретт, РА; Прангишвили, Д. (2008). « Палочковидный вирус Stygiolobus и взаимодействие кренархейных рудивирусов с антивирусной системой CRISPR» . J. Bacteriol . 190 (20): 6837–6845. DOI : 10.1128 / jb.00795-08 . PMC 2566220 . PMID 18723627 .  
  8. ^ Прангишвили D, Krupovic M (2012). «Новый предложенный таксон для двухцепочечных ДНК-вирусов, порядок« Ligamenvirales » » . Arch Virol . 157 (4): 791–795. DOI : 10.1007 / s00705-012-1229-7 . PMID 22270758 . 
  9. ^ Ван, F; Бакеро, Д.П .; Вс, З; Осинский, Т; Прангишвили, Д; Egelman, EH; Крупович, М. (январь 2020 г.). «Структура нитевидного вируса раскрывает семейные связи в виросфере архей» . Эволюция вирусов . 6 (1): veaa023. DOI : 10,1093 / ве / veaa023 . PMC 7189273 . PMID 32368353 .  
  10. ^ DiMaio Р, Ю. Х, Rensen Е, Krupovic М, Прангишвили D, Egelman EH (2015). «Вирус, поражающий гипертермофил, инкапсидирует ДНК А-формы» . Наука . 348 (6237): 914–917. Bibcode : 2015Sci ... 348..914D . DOI : 10.1126 / science.aaa4181 . PMC 5512286 . PMID 25999507 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Birkenbihl, RP; Ниф, К; Прангишвили, Д; Кемпер, Б. (2001). "Ферменты холлидейского соединения вирусов архей SIRV1 и SIRV2". Журнал молекулярной биологии . 309 (5): 1067–76. DOI : 10.1006 / jmbi.2001.4761 . PMID 11399079 . 
  12. ^ Кесслер, Александра; Бринкман, Арье Б .; Джон; Прангишвили, Давид (ноябрь 2004 г.). «Транскрипция палочковидных вирусов SIRV1 и SIRV2 гипертермофильных архей Sulfolobus » . J Bacteriol . 186 (22): 7745–7753. DOI : 10.1128 / JB.186.22.7745-7753.2004 . PMC 524901 . PMID 15516589 .  
  13. ^ Прангишвили, Дэвид; Гарретт, Роджер А .; Кунин, Евгений В. (2006). «Эволюционная геномика архейных вирусов: уникальные вирусные геномы в третьей сфере жизни». Вирусные исследования . 117 (1): 52–67. DOI : 10.1016 / j.virusres.2006.01.007 . PMID 16503363 . 
  14. ^ Гильер, Флоренция; Пейшейро, Нуно; Кесслер, Александра; Рейналь, Бертран; Desnoues, Николь; Келлер, Дженни; Делепьер, Мюриэль; Прангишвили, Давид; Сезонов, Геннади; Гихарро, Дж. Инаки (август 2009 г.). «Структура, функция и мишени регулятора транскрипции SvtR из гипертермофильного архейного вируса SIRV1» . J Biol Chem . 284 (33): 22222–37. DOI : 10,1074 / jbc.m109.029850 . PMC 2755947 . PMID 19535331 .  
  15. ^ Кесслер, Александра; Сезонов, Геннади; Гихарро, Дж. Иньяки; Desnoues, Николь; Роза, Тьерри; Делепьер, Мюриэль; Белл, Стивен Д .; Прангишвили, Давид (2006). «Новый регуляторный белок архей, Sta1, активирует транскрипцию с вирусных промоторов» . Nucleic Acids Res . 34 (17): 4837–4845. DOI : 10.1093 / NAR / gkl502 . PMC 1635249 . PMID 16973899 .  
  16. ^ a b Quemin, ER; Лукас, S; Даум, Б; Quax, TE; Кюльбрандт, Вт; Forterre, P; Альберс, SV; Прангишвили, Д; Крупович, М (2013). «Первые сведения о процессе проникновения гипертермофильных вирусов архей» . Журнал вирусологии . 87 (24): 13379–85. DOI : 10,1128 / JVI.02742-13 . PMC 3838266 . PMID 24089554 .  
  17. ^ Ван, F; Цвиркайте-Крупович, В; Крейцбергер, МАБ; Вс, З; де Оливейра, GAP; Осинский, Т; Шерман, Н; DiMaio, F; Wall, JS; Прангишвили, Д; Крупович, М; Эгельман, EH (2019). «Экстенсивно гликозилированного архейного пилуса выживает в экстремальных условиях» . Природная микробиология . 4 (8): 1401–1410. DOI : 10.1038 / s41564-019-0458-х . PMC 6656605 . PMID 31110358 .  
  18. ^ Бизе, Ариана; Карлссон, Эрик А .; Экефьярд, Карин; Quax, Tessa EF; Пина, Мери; Прево, Мари-Кристин; Фортер, Патрик; Тенайон, Оливье; Бернандер, Рольф; Прангишвили, Давид (2009). «Уникальный механизм высвобождения вируса в архее» . PNAS . 106 (27): 11306–11311. Bibcode : 2009PNAS..10611306B . DOI : 10.1073 / pnas.0901238106 . PMC 2708744 . PMID 19549825 .  
  19. ^ Steinmetz, NF, Bize, A., Findlay, KC, Lomonossoff, GP, Manchester, M., Evans, DJ and Prangishvili, D. (2008) Адресность нового вирусного наноструктурного блока: S ulfolobus, специфичная для сайта и пространственно контролируемая адресность. islandicus палочковидный вирус 2. Adv. Функц. Матер. 18, 3478–3486

Внешние ссылки [ править ]

  • Вирусная зона : Рудивирус
  • ICTV