Вирус микобактерий D29 - Mycobacterium virus D29 - Wikipedia

Вирус микобактерий D29
Классификация вирусов
(без рейтинга):	Вирус
Область:	Дуплоднавирия
Королевство:	Heunggongvirae
Тип:	Уровирикота
Учебный класс:	Caudoviricetes
Заказ:	Caudovirales
Семья:	Siphoviridae
Род:	Фроманвирус
Разновидность:	Вирус микобактерий D29

Вирус микобактерий D29 (D29) - микобактериофаг кластера А, принадлежащий к Siphoviridae семейства вирусов, он был открыт в 1954 г. С. Фроманом.^[1] D29 отличается способностью заражать М. туберкулез (возбудитель туберкулез ). D29 - двухцепочечная ДНК микобактериофаг. Это литический фага, это означает, что D29 идет по литическому пути инфекции вместо лизогенный путь заражения. Заболеваний, ассоциированных с вирусом микобактерий D29, у человека нет.

Классификация вирусов

Вирус микобактерий D29 представляет собой Caudovirales вирус, принадлежащий к Siphoviridae семья.^[2] Их обычно называют Т5-подобными фагами. Фаг Mycobacterium T5 был первым из сифовирусов, обнаруженных со структурой, соответствующей всем вирусам Siphoviridae, поэтому их называют T5-подобными фагами.

Микобактериофаги разделены на 33 геномно различных группы. 26 из этих групп известны как кластеры (кластер A – Z), а существует 7 одноэлементных групп. D29 принадлежит кластеру A, подкластеру A2. Подкластер A2 уникален тем, что он является одной из немногих групп, которые, как известно, инфицируют туберкулез вместе с фагами A3 и кластера K. Это важно, поскольку подчеркивает потенциальную важность этих кластеров и подкластеров в борьбе с туберкулезом, поскольку он по-прежнему является одной из основных причин смерти в определенных частях земного шара.

Геном

Вирус Mycobacterium D29 представляет собой двухцепочечный ДНК микобактериофаг с длиной генома 49127 пар оснований (п.н.), кодирующим в общей сложности 77 белков, кодирующих гены. В геноме D29 также присутствуют пять генов тРНК (гены 6-9.2). Содержание G + C в геноме D29 составляет 63,6%, что аналогично таковому у других T5-подобных фагов.

Секвенирование D29 показало, что он действительно очень похож на последовательность некоторых Т5-подобных фагов. L5 и некоторые другие сифовирусы имеют аналогичную структуру геномов, как и D29. Сайт прикрепления для D29 находится в очень похожем месте в его геноме, что и L5. Сайт прикрепления делит геном на левую и правую части генома. Левая рука D29 примерно на 80% идентична L5 с точки зрения нуклеиновые кислоты. Правая рука - это то место, где находятся различия между D29 и L5 (и некоторыми другими Т5-подобными фагами), последовательности правой руки сильно связаны между D29 и L5, но «перемежаются сегментами неродственной ДНК».^[3] Правый конец генома D29 имеет делецию 3,6 т.п.н. по сравнению с L5 на дальнем правом конце плеча. Эта делеция, по-видимому, влияет на ген-репрессор 71 и окружающие гены. По-видимому, именно поэтому D29 является литическим фагом, а не умеренным фагом, подобным L5.

Левая рука D29 кодирует гены с 1 по 33, некоторые из которых вовлечены в головные субъединицы, хвостовые субъединицы, пять генов тРНК и интегразу. Функции нескольких разных генов неизвестны. Правая рука кодирует гены с 34.1 по 89. Не все эти гены кодируют белки, но правая рука, вероятно, кодирует ДНК-полимераза, Галопероксидаза, потенциально ДНК-примаза, и некоторые другие, которые только предполагаются.

Репликация

Вирус микобактерий D29 - большой ДНК-фаг, это просто означает, что он несет большой геном. При длине генома более 49000 п.н. считается, что D29 имеет большой размер генома. Большой размер генома обычно указывает на процесс репликации, который обычно называют моделью репликации ДНК по кругу. ДНК упаковывается и хранится в белковой головке фага линейным образом. Но после заражения клеток линейный геном превращается в круг, что позволяет осуществлять непрерывный синтез ДНК. Длина кольцевой ДНК равна длине линейной ДНК, за исключением того, что в ней отсутствует один концевой повторяющийся участок. Эта форма репликации ДНК очень распространена у микобактериофагов.

Выпуск фага

Высвобождение микобактериофагов из организма-хозяина осуществляется посредством процедуры, действующей на протяжении всего периода репликации и сборки фага. Поскольку D29 принимает только литический путь инфицирования хозяев, заражение D29 микобактериями всегда приводит к гибели хозяина. Лизис - это процедура, при которой после того, как фаг необратимо прикрепился к клетке и ввел свою ДНК в хозяина, а также после того, как фаговые частицы были собраны, клеточная стенка разрушается или лизируется, высвобождая фаг в окружающую среду для дальнейшей инфекции. D29 имеет три гена, которые работают вместе для достижения этой цели. Ген gp10, который кодирует белок лизин A, ген gp11, который кодирует холин белок и ген gp12, который кодирует лизин B.^[4] Вместе эти три белка оказывают смертельное воздействие на инфицированные бактерии. По сути, холины образуют поры в клеточной мембране хозяина. Эти поры позволяют лизину A и лизину B сотрудничать, чтобы достичь и нарушить пептидогликан чтобы вскрыть стенки клеток. Этот процесс высвобождает вновь собранные частицы фага в окружающую среду, но также убивает клетку.

Структура

Морфотип вируса микобактерий D29 - это Siphoviridae. Известно, что в семье есть икосаэдр голова с длинными, гибкими, несокращающимися тонкими хвостами. D29 имеет средний диаметр головки около 80 нм. Хвосты имеют 3 разных размера, длина хвостов может быть около 150, 300 или 450 нм.^[5] Хвост имеет средний диаметр примерно 12 нм. Хвост ведет к месту на дистальном конце, где существуют три L-образных хвостовых волокна, в этот момент «трубчатый хвост претерпевает переход в месте прикрепления хвостовых волокон к конической форме, которая сужается в одно прямое хвостовое волокно» . Эти структурные измерения являются общими для всех Т5-подобных фагов. Под Т5-подобными фагами понимается морфология фага или структура и внешний вид. Однако некоторые из T5-подобных фагов чрезвычайно похожи на D29 в других отношениях, например, упомянутый фаг L5.

Всего 6 структурных полипептидов белки в вирусной структуре три больших полипептида, названные полипептидом III, полипептидом IV и полипептидом VI. Существует три второстепенных полипептида, известных как полипептид I, полипептид II и полипептид V. В вирусе нет липидов, которые требуются вирусу.

Тропизм

D29 может инфицировать большое количество микобактерий.^[6] Диапазон хозяев D29, как известно, широк, что указывает на способность связываться с рецепторами, которые являются общими для многих типов микобактерий. Эти рецепторы плохо документированы или изучены в настоящее время, хотя некоторые из них известны, но мало. Эти микобактериальные виды включают как патогенные бактерии (например, М. туберкулез) и непатогенные бактерии (например, М. смегматис).

М. туберкулез: смертельный патоген, которым способен инфицировать D29.

Это делает D29 довольно эффективным контрольным фагом в исследованиях с участием микобактериофагов. Микобактериофаги не опасны для человека, поскольку они не могут воздействовать на клетки человеческого тела и не могут влиять на бактерии, живущие в биоме человека.

Фаговая терапия

D29 служит потенциальным кандидатом на бактериофаг, используемый в фаговая терапия. Благодаря широкому диапазону хозяев и способности заражать М. туберкулез, многие считают, что D29 можно эффективно использовать для безопасной борьбы с опасными патогенами. Например, D29 сможет заразить М. туберкулез не затрагивая человека-хозяина. Это происходит из-за нелизогенных способностей D29. Поскольку D29 участвует только в литическом цикле, D29 убивает инфицированные бактерии, что является желаемым эффектом с точки зрения фаговой терапии.

Также было предложено, чтобы вместо использования D29 и других подобных фагов для активной борьбы с текущей инфекцией (например, туберкулезом), фаг передавался членам семьи и другим лицам, постоянно работающим в непосредственной близости от инфицированного человека, чтобы предотвратить приобретение инфекции. возбудитель. Этот эффективный метод был только предложен, а фактическая эффективность стратегии еще не проверена.