Мегавирус - Megavirus

Мегавирус
Megavirus.jpg
Классификация вирусов
Группа:
Группа I (дцДНК )
(без рейтинга):
Большие нуклеоцитоплазматические ДНК-вирусы
Семья:
Megaviridae
Род:
Мегавирус
Разновидность

Megavirus chilensis

Мегавирус[1] это популярный род, содержащий один идентифицированный вид, названный Megavirus chilensis, филогенетически родственный Acanthamoeba polyphaga Мимивирус (АПМВ).[2] В разговорной речи Megavirus chilensis чаще называют просто «Megavirus». До открытия пандоровирусы в 2013 году был самый большой капсид диаметр всех известных вирусов, а также самых крупных и сложных геном среди всех известных вирусов.[3]

Открытие

Мегавирус был выделен из пробы воды, взятой в апреле 2010 г. у побережья г. Чили, недалеко от морской станции в Лас-Крусес, профессором Жан-Мишелем Клавери и доктором Шанталь Абергель из Лаборатории структурной и геномной информации (IGS, CNRS и Университет Экс-Марсель). Исследователи из этой лаборатории уже были вовлечены в характеристику мимивируса, первого описанного гигантского вируса Т2. Мегавирус был выделен путем совместного культивирования с различными Акантамеба лабораторные штаммы (A. polyphaga, A. castellanii, А. Гриффини ) в соответствии с протоколом, впервые разработанным доктором Тимоти Роуботэмом для выделения внутриклеточных паразитарных бактерий.[4] Мегавирус поражает амебы.

Классификация

Мегавирус еще не классифицирован Международный комитет по таксономии вирусов, но будет предложен в качестве члена Megaviridae, нового семейства, состоящего из крупных ДНК-вирусов, геном которых составляет около миллиона пар оснований в длину. Члены этого нового семейства, определяемые рядом общих специфических особенностей (таблицы 1 и 2), будут включать различные вирусы, которые, вероятно, имеют общего предка с мимивирусом и мегавирусом, хотя их нынешний размер генома был уменьшен до менее 1 Мб. Мегавирус также присоединяется к группе крупных вирусов, известных как нуклеоцитоплазматические большие ДНК-вирусы (NCLDV), хотя этот термин кажется все более неподходящим для обозначения вирусов, полностью реплицирующихся в цитоплазме своих хозяев посредством синтеза de novo крупных фабрик вирионов. Мегавирус и мимивирус имеют 594 общих ортологичных гена, в основном расположенных в центральном сегменте их геномов. На уровне аминокислотной последовательности соответствующие белки имеют в среднем 50% идентичных остатков.[нужна цитата ]

Структура

Частица мегавируса демонстрирует белок капсид диаметр 440 нанометры (как видно с помощью электронной микроскопии на тонких срезах включений эпоксидной смолы), заключенные в сплошную сетку из бактериоподобного капсульного материала толщиной от 75 до 100 нм. Капсид кажется гексагональным, но его икосаэдрическая симметрия несовершенная из-за наличия «звездных врат» в одной конкретной вершине икосаэдра. Звездные врата - это пятиконечная звездная структура, образующая портал, через который внутреннее ядро ​​частицы доставляется в цитоплазму хозяина. Это ядро ​​заключено в две липидные мембраны в частице, а также содержит большой и разнообразный набор вирусных белков (например, весь транскрипционный комплекс).[нужна цитата ] Удивительно, но мегавирус крупнее некоторых бактерий, особенно тех, на которых он охотится.

Геном

Геном Megavirus chilensis представляет собой линейную двухцепочечную молекулу ДНК с 1,259,197 пар оснований в длину. Это делает его вторым по величине вирусным геномом, расшифрованным на данный момент (после Pandoraviridae ), опережая следующий по величине вирусный геном Mamavirus на 67,5 т.п.н. Предполагается, что до проверки его транскриптома он будет кодировать 1120 генов, кодирующих белок, что значительно превышает количество, характерное для многих бактерий.[нужна цитата ]

Однако, помимо постепенного изменения размера, геном мегавируса демонстрирует 7 аминоацил тРНК синтетазы (Таблица 2), архетипы ферментов, которые ранее считались кодируемыми только клеточными организмами. В то время как известно, что 4 из этих ферментов присутствуют в мимивирусе и мамавирусе (для тирозина, аргинина, цистеина и метионина), у Megavirus обнаруживаются еще три (для триптофана, аспарагина и изолейцина). Уникальная аминоацилтРНК-синтетаза, кодируемая Вирус Cafeteria roenbergensis соответствует таковому для изолейцина. Мегавирус также кодирует слитую версию фермента репарации ошибочного спаривания ДНК MutS, уникально похожего на тот, который обнаружен в митохондриях октокоралов. Эта загадочная версия MutS, похоже, является торговой маркой семейства Megaviridae.[5] Подобно Mimivirus и CroV, Megavirus содержит множество генов, отвечающих за переработку сахара, липидов и аминокислот, а также некоторые метаболические гены, которых нет ни в одном другом вирусе.[6]

Репликация

Этапы репликации мегавируса очень похожи на ту, что уже описана для мимивируса. После быстрого поглощения фагоцитозом и доставки ядра частицы в цитоплазму начинается фаза затмения. Более тщательное изучение указывает на присутствие цитоплазматических «семян», размеры которых сопоставимы с наиболее внутренним мембранным ядром частицы мегавируса. Эти семена затем развиваются в полностью зацветшую фабрику вирионов в течение следующих 14 часов. Полный курс инфекции (до полного лизиса амебных клеток) занимает в среднем 17 часов по сравнению с 12 часами для мимивируса. Среднее количество выпущенных частиц мегавируса (т. Е. «Размер пакета») составляет около 500, то есть полтысячи выпущенных Mimivirus.[нужна цитата ]

Как и ожидалось от вируса, кодирующего его собственный полный механизм репликации, репарации и транскрипции ДНК, ядро ​​хозяина, по-видимому, не участвует ни в одной из стадий репликации мегавируса, как уже было замечено для мимивируса.[нужна цитата ]

Таблица 1: Крупнейшие гигантские вирусы с полными секвенированными геномами

Название гигантского вирусаДлина геномаГеныДиаметр капсидаПокрытие для волосГенбанк №
Megavirus chilensis[1]1,259,1971120 белков (предсказано)440 нм75 нмJN258408
Мамавирус[7]1,191,6931023 белка (предсказано)390 нм120 нмJF801956
Мимивирус[2][8]1,181,549979 белков (39 некодирующих)390 нм120 нмNC_014649
M4[9] («Лысый» вариант мимивируса)981,813756 белков (предсказано)390 нмНетJN036606
Вирус Cafeteria roenbergensis[10]617 453 (730 кб)544 белка (предсказано)300 нмНетNC_014637

Весь список находится в Giant Virus Topist, созданном Гигантский поиск вирусов программного обеспечения.[11]

Таблица 2: Специфические общие черты гигантских вирусов

Название гигантского вирусаАминоацил-тРНК синтетазаOctocoral-подобные MutSЗвездные врата[12]Известный вирофаг[13]Цитоплазматическая фабрика вирионовХозяин
Megavirus chilensis7 (Tyr, Arg, Met, Cys, Trp, Asn, Ile)дадаНетдаАкантамеба (Unikonta, Amoebozoa)
Мамавирус4 (Тир, Арг, Мет, Цис)дадададаАкантамеба (Unikonta, Amoebozoa)
Мимивирус4 (Тир, Арг, Мет, Цис)дадададаАкантамеба (Unikonta, Amoebozoa)
M4 («лысый» вариант мимивируса)3 (Met, Cys, Arg)дадаСтойкийдаАкантамеба (Unikonta, Amoebozoa)
Вирус Cafeteria roenbergensis1 (Иль)даНетдадаФаготрофные простейшие (Heterokonta, Stramenopiles)

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Арслан, Д .; Лежандр, М .; Зельцер, В .; Abergel, C .; Claverie, J.-M. (2011). «Дальний родственник мимивируса с более крупным геномом подчеркивает фундаментальные особенности Megaviridae». Труды Национальной академии наук. 108 (42): 17486–91. Bibcode:2011PNAS..10817486A. Дои:10.1073 / pnas.1110889108. ЧВК  3198346. PMID  21987820.
  2. ^ а б Raoult, D .; Audic, S; Роберт, C; Абергель, К; Renesto, P; Огата, Н; Ла Скола, B; Сьюзан, М; Claverie, JM (2004). «1.2-мегабазная последовательность генома мимивируса». Наука. 306 (5700): 1344–50. Bibcode:2004Научный ... 306.1344R. Дои:10.1126 / science.1101485. PMID  15486256.
  3. ^ Д. Арслан, М. Лежандр, В. Зельцер… - Труды…, 2011 - Национальная академия наук
  4. ^ Роуботэм, Т. Дж. (1983). «Выделение Legionella pneumophila из клинических образцов через амебы и взаимодействие этих и других изолятов с амебами». Журнал клинической патологии. 36 (9): 978–86. Дои:10.1136 / jcp.36.9.978. ЧВК  498455. PMID  6350372.
  5. ^ Огата, Хироюки; Рэй, Джессика; Тойода, Кенсуке; Сандаа, Рут-Энн; Нагасаки, Кейдзо; Братбак, Гуннар; Клавери, Жан-Мишель (2011). «Два новых подсемейства белков репарации несоответствия ДНК (MutS), особенно распространенных в морской среде». Журнал ISME. 5 (7): 1143–51. Дои:10.1038 / ismej.2010.210. ЧВК  3146287. PMID  21248859.
  6. ^ Клавери, Жан-Мишель; Абергель, Шанталь (2010). «Мимивирус: возникающий парадокс квазиавтономных вирусов». Тенденции в генетике. 26 (10): 431–7. Дои:10.1016 / j.tig.2010.07.003. PMID  20696492.
  7. ^ Colson, P .; Ютин, Н .; Шабалина, С. А .; Роберт, C .; Fournous, G .; Ла Скола, В .; Raoult, D .; Кунин, Э. В. (2011). «Вирусы с более чем 1000 генов: мамавирус, новый штамм мимивируса Acanthamoeba polyphaga и повторная аннотация генов мимивируса». Геномная биология и эволюция. 3: 737–42. Дои:10.1093 / gbe / evr048. ЧВК  3163472. PMID  21705471.
  8. ^ Лежандр, Матье; Сантини, Себастьен; Рико, Ален; Абергель, Шанталь; Клавери, Жан-Мишель (2011). «Преодоление барьера из 1000 генов для мимивируса с использованием сверхглубокого секвенирования генома и транскриптома». Журнал вирусологии. 8: 99. Дои:10.1186 / 1743-422X-8-99. ЧВК  3058096. PMID  21375749.
  9. ^ Boyer, M .; Azza, S .; Barrassi, L .; Klose, T .; Campocasso, A .; Pagnier, I .; Fournous, G .; Borg, A .; и другие. (2011). «Мимивирус показывает резкое сокращение генома после интраамебальной культуры». Труды Национальной академии наук. 108 (25): 10296–301. Bibcode:2011ПНАС..10810296Б. Дои:10.1073 / pnas.1101118108. ЧВК  3121840. PMID  21646533.
  10. ^ Фишер, М. Г .; Allen, M. J .; Wilson, W. H .; Саттл, К. А. (2010). «Гигантский вирус с замечательным набором генов заражает морской зоопланктон» (PDF). Труды Национальной академии наук. 107 (45): 19508–13. Bibcode:2010PNAS..10719508F. Дои:10.1073 / pnas.1007615107. ЧВК  2984142. PMID  20974979.
  11. ^ "Гигантский вирусный топлист". Группа Биоинформатики ПИТ. 2015-03-26. Получено 2018-02-19.
  12. ^ Зауберман, Натан; Муцафи, Яэль; Халеви, Дэниел Бен; Шимони, Эял; Кляйн, Евгения; Сяо, Чуань; Сунь, Сиянг; Минский, Авраам (2008). Сагден, Билл (ред.). «Отчетливые выходы ДНК и порталы упаковки вируса Acanthamoeba polyphaga mimivirus». PLOS Биология. 6 (5): e114. Дои:10.1371 / journal.pbio.0060114. ЧВК  2430901. PMID  18479185.
  13. ^ Фишер, М. Г .; Саттл, К. А. (2011). "Вирофаг в происхождении больших транспозонов ДНК". Наука. 332 (6026): 231–4. Bibcode:2011Наука ... 332..231F. Дои:10.1126 / science.1199412. PMID  21385722.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка