Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Lavidaviridae
Sputnik virofago.jpg
Спутник-вирофаг
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Царство :Вариднавирия
Королевство:Bamfordvirae
Тип:Преплазмивирикота
Учебный класс:Maveriviricetes
Заказ:Priklausovirales
Семья:Lavidaviridae
Роды и виды
Паразитарный образ жизни вирофагов [1]
(A) Когда клетка-хозяин инфицирована только гигантским вирусом, последний создает фабрику цитоплазматического вируса для репликации и генерации новых вирионов, и клетка-хозяин, скорее всего, лизируется в конце своего цикла репликации.
(B) Когда клетка-хозяин со-инфицирована гигантским вирусом и его вирофагом, последний паразитирует на гигантской вирусной фабрике. Присутствие вирофагов может серьезно повлиять на инфекционность гигантского вируса за счет снижения эффективности его репликации и увеличения выживаемости клетки-хозяина.
(C) Когда в геноме гигантского вируса паразитирует провирофаг, последний экспрессируется во время репликации гигантского вируса. Вирофаг производится на гигантской вирусной фабрике и подавляет репликацию гигантского вируса, тем самым увеличивая выживаемость клетки-хозяина.
VF: Вирусная фабрика
Образ жизни вирофагов и спутниковых вирусов [1]
(A) Предполагается, что репликация вирофагов полностью происходит на вирусной фабрике его гигантского вирусного хозяина, в зависимости от гигантского комплекса экспрессии / репликации вируса.
(B) Концепция сателлитного вируса подразумевает, что вирус инициирует экспрессию и репликацию своего генома в ядре, используя аппарат клетки-хозяина, а затем переходит в цитоплазму. В цитоплазме вирус-сателлит захватывает механизм морфогенеза своего вируса-помощника, чтобы произвести свое потомство.

Вирофаги - это небольшие вирусные фаги с двухцепочечной ДНК, которым требуется совместное инфицирование другим вирусом. Вирусы, вызывающие одновременное заражение, обычно представляют собой гигантские вирусы . Вирофаги полагаются на фабрику вирусной репликации соинфекционного гигантского вируса для своей собственной репликации. Одна из характеристик вирофагов состоит в том, что они паразитируют с сопутствующим вирусом. Их зависимость от гигантского вируса для репликации часто приводит к дезактивации гигантских вирусов. Вирофаг может улучшить восстановление и выживаемость организма-хозяина.

В отличие от сателлитных вирусов , вирофаги оказывают паразитарное воздействие на свой вирус-соинфекцию. Было замечено, что вирофаги делают гигантский вирус неактивным и тем самым улучшают состояние организма-хозяина.

Все известные вирофаги сгруппированы в семейство Lavidaviridae (от «большие вирусозависимые или ассоциированные» + -вириды ). [2]

Открытие [ править ]

Первый virophage был обнаружен в охлаждающей башне в Париже, Франция в 2008 году было обнаружено с совместно инфицировать гигантского вируса, Acanthamoeba castellanii mamavirus (ACMV). Вирофаг был назван Sputnik, и его репликация полностью зависела от коинфекции ACMV и его цитоплазматического репликационного аппарата. Было также обнаружено, что Sputnik оказывает ингибирующее действие на ACMV и улучшает выживаемость хозяина. Другие охарактеризованные вирофаги включают Спутник 2, Спутник 3, Замилон и Мавирус . [3] [4]

Большинство этих вирофагов обнаруживается путем анализа наборов метагеномных данных. В метагеномном анализе последовательности ДНК обрабатываются множеством биоинформатических алгоритмов, которые выявляют определенные важные закономерности и характеристики. В этих наборах данных есть гигантские вирусы и вирофаги. Их разделяют путем поиска последовательностей длиной от 17 до 20  т.п.н., которые имеют сходство с уже секвенированными вирофагами. Эти вирофаги могут иметь линейные или кольцевые двухцепочечные геномы ДНК. [5] Известные вирофаги в культуре имеют частицы икосаэдрического капсида размером от 40 до 80 нанометров в длину, [6]а частицы вирофагов настолько малы, что для их просмотра необходимо использовать электронную микроскопию. Анализы на основе метагеномных последовательностей были использованы для прогнозирования около 57 полных и частичных геномов вирофагов [7], а в декабре 2019 г. - для идентификации 328 высококачественных (полных или почти полных) геномов из различных мест обитания, включая кишечник человека, ризосферу растений и земной недр, состоящий из 27 различных таксономических клад. [8]

Диапазон хостов и репликация [ править ]

Вирофаги должны иметь сопутствующий вирус, чтобы они могли размножаться. Вирофаги не имеют необходимых ферментов для самостоятельной репликации. Вирофаги используют гигантский механизм вирусной репликации, чтобы реплицировать свои собственные геномы и продолжать свое существование. Диапазон хозяев для вирофагов включает гигантские вирусы с геномами двухцепочечной ДНК. Вирофаги используют транскрипционный аппарат этих гигантских вирусов для собственной репликации вместо транскрипционного аппарата хозяина. Например, открытие вирофага, связанного с вирусом Самба, снизило концентрацию вируса в организме хозяина, в то время как вирофаг реплицировался с использованием гигантского вируса. Амеба-хозяин также частично выздоровела после заражения вирусом Samba. [5]

Геном [ править ]

Вирофаги имеют небольшие геномы двухцепочечной ДНК, которые имеют круглую или линейную форму. Размер этих геномов может варьироваться в зависимости от гигантского вируса, который он заражает. Большинство вирофагов имеют геномы около 17-30 т.п.н. (пары килобаз). [6] [7] Их геном защищен икосаэдрическим капсидом длиной примерно 40–80 нм. [6] Напротив, их соинфекционные аналоги гигантского вируса могут иметь геномы размером до 1-2  Мбит / с (мегабазные пары). [5] Некоторые из крупнейших геномов вирофагов аналогичны размеру генома аденовируса. [6]

Геном

Размер (kbp)

Размер частицы

(диаметр, в нм)

Вирус : Полиовирус730
Вирус: Adenoviridae26–4890–100
Virophage: Zamilon Virophage1750–60
Вирофаг: Спутник Вирофаг1874
Гигантский вирус : вирус Cafeteria roenbergensis70075
Гигантский вирус : мимивирус1,181400–800

Все известные вирофаги имеют четыре основных гена. Это специфические для вирофагов главный и минорный капсидные белки (MCP и mCP), PRO (цистеиновая протеаза) и ДНК-упаковывающая АТФаза. Два капсида почти всегда находятся в консервативном блоке. [8] MCP имеет два вертикальных домена складки рулона мармелада, типичных для Bamfordvirae , тогда как mCP (пентон) имеет регулярный домен складки рулона мармелада. [9]

Таксономия [ править ]

Семейство Lavidaviridae, состоящее из двух родов, Sputnikvirus и Mavirus , было создано Международным комитетом по таксономии вирусов для классификации вирофагов. Это единственное семейство отряда Priklausovirales (от литовского priklausomas , «зависимый»), которое, в свою очередь, является единственным отрядом под классом Maveriviricetes (от транспозонов Maverick ). [6] [10]

  • Семья Lavidaviridae
    • Род Sputnikvirus
      • Виды мимивирусозависимого вируса Sputnik
      • Виды Мимивирус-зависимый вирус Замилон
    • Род Mavirus
      • Вид Кафетериявирус-зависимый мавирус
  • Неназначенный род
    • Органический озерный вирофаг

Кроме того, геномы вирофагов, идентифицированные из метагеномов, были классифицированы вместе с изолятами вирофагов на 27 различных клад с согласованной длиной генома, содержанием генов и распределением среды обитания. [8] Некоторые фрагментарные последовательности вирофагов были дополнительно обнаружены в метагеноме Loki's Castle . [11]

Геномная организация культивируемых вирофагов
Геномное представление вирофагов Спутник , Замилон и Мавирус . Гомологичные гены окрашены одинаково. [12]
Паразиты гигантов - гиганты
График сравнения размеров вириона и генома известных вирофагов и некоторых традиционных спутниковых вирусов. Размеры шарика пропорциональны размеру капсида. [1]
Хронология открытий вирофагов 2003–2019 гг.
Временная шкала, показывающая хронологический порядок описания вирофагов, выделенных при совместном культивировании, и основных открытий в области вирофагов.
RNV: Rio Negro Virophage. OLV: Органический вирофаг озера. [1]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Мугари, С., Сахми-Бунсиар, Д., Левассер, А., Колсон, П. и Ла Скола, Б. (2019) «Вирофаги гигантских вирусов: обновление в одиннадцать». Вирусы , 11 (8): 733. doi : 10.3390 / v11080733 . Материал был скопирован из этого источника, доступного по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  2. ^ Duponchel, S; Фишер, MG (март 2019 г.). «Да здравствуют лавидавирусы! Пять особенностей вирофагов, паразитирующих на гигантских ДНК-вирусах» . PLOS Патогены . 15 (3): e1007592. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1007592 . PMC  6428243 . PMID  30897185 .
  3. ^ Фишер М., Suttle CA (апрель 2011). «Вирофаг в происхождении больших транспозонов ДНК». Наука . 332 (6026): 231–4. Bibcode : 2011Sci ... 332..231F . DOI : 10.1126 / science.1199412 . PMID 21385722 . 
  4. Перейти ↑ Fischer MG, Hackl (декабрь 2016 г.). «Интеграция генома хозяина и гигантская вирус-индуцированная реактивация мавируса вирофага». Природа . 540 (7632): 288–91. Bibcode : 2016Natur.540..288F . DOI : 10,1038 / природа20593 . PMID 27929021 . 
  5. ^ a b c Кацуракис, Арис; Асвад, Амр (2014). «Происхождение гигантских вирусов, вирофагов и их родственников в геномах хозяев» . BMC Biology . 12 : 2–3. DOI : 10.1186 / s12915-014-0051-у . PMC 4096385 . PMID 25184667 .  
  6. ^ a b c d e Крупович, Март; Кун, Йенс; Фишер, Меттиас (осень 2015 г.). «Система классификации вирофагов и спутниковых вирусов» (PDF) . Архив вирусологии . 161 (1): 233–247. DOI : 10.1007 / s00705-015-2622-9 . PMID 26446887 - через Springer.  
  7. ^ a b Ру, Саймон; Чан, Леонг-Кит; Иган, Роб; Malmstrom, Rex R .; McMahon, Katherine D .; Салливан, Мэтью Б. (11.10.2017). «Экогеномика вирофагов и их гигантских вирусных хозяев оценивается с помощью метагеномики временных рядов» . Nature Communications . 8 (1): 858. Bibcode : 2017NatCo ... 8..858R . DOI : 10.1038 / s41467-017-01086-2 . ISSN 2041-1723 . PMC 5636890 . PMID 29021524 .   
  8. ^ a b c Паэс-Эспино, Дэвид; Чжоу, Цзинли; Ру, Саймон; Найфах, Стивен; Павлопулос, Георгиос А .; Шульц, Фредерик; McMahon, Katherine D .; Уолш, Дэвид; Войке, Таня; Иванова Наталья Н .; Элоэ-Фадрош, Эмили А .; Триндж, Сюзанна Дж .; Кирпидес, Никос К. (10 декабря 2019 г.). «Разнообразие, эволюция и классификация вирофагов, обнаруженных с помощью глобальной метагеномики» . Микробиом . 7 (1): 157. DOI : 10,1186 / s40168-019-0768-5 . PMC 6905037 . PMID 31823797 .  
  9. ^ Родился, D; Reuter, L; Mersdorf, U; Мюллер, М; Фишер, MG; Meinhart, A; Рейнштейн, Дж (10 июля 2018 г.). «Структура капсидного белка, самосборка и процессинг раскрывают морфогенез морского мавируса вирофага» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 115 (28): 7332–7337. DOI : 10.1073 / pnas.1805376115 . PMC 6048507 . PMID 29941605 .  
  10. ^ Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М., Варсани А., Вольф Ю.И., Ютин Н., Зербини М., Кун Дж. Х. (октябрь 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполняющую все основные таксономические ранги, для ДНК-вирусов, кодирующих основные капсидные белки вертикального типа« желеобразный валик »» . Предложение ICTV (Taxoprop) : 2019.003G. DOI : 10,13140 / RG.2.2.14886.47684 .
  11. ^ Бэкстрем D, Yutin N, Йоргенсен SL, Dharamshi Дж, Хома Ж, Заремба-Niedwiedzka К, Спанг А, Вольф Ю.И., Кунин Е.В., Ettema т (2019). «Геномы вирусов из глубоководных отложений расширяют океанический мегавиром и подтверждают независимое происхождение вирусного гигантизма» . mBio . 10 (2): e02497-18. DOI : 10,1128 / mBio.02497-18 . PMC 6401483 . PMID 30837339 .  PDF
  12. ^ Duponchel, С. и Фишер, М. (2019) «Viva lavidaviruses! Пять черты virophages, паразитирующих гигантских вирусов ДНК». Патогены PLoS , 15 (3). DOI : 10.1371 / journal.ppat.1007592 . Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .