Спутник-вирофаг - Sputnik virophage

Мимивирус-зависимый вирус Sputnik
Sputnik virofago.jpg
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Область:Вариднавирия
Королевство:Bamfordvirae
Тип:Преплазмивирикота
Учебный класс:Maveriviricetes
Заказ:Priklausovirales
Семья:Lavidaviridae
Род:Sputnikvirus
Разновидность:
Мимивирус-зависимый вирус Sputnik
Член вирус
  • Спутник 1
  • Спутник 2
  • Спутник 3
А мимивирус с двумя вирофагами-спутниками Sputnik (стрелки) [1]

Мимивирус-зависимый вирус Sputnik (из русский спутник "спутник") является субвирусный агент что воспроизводится в амеба клетки, которые уже заражены определенным вирусом-помощником; Sputnik использует механизм вспомогательного вируса для размножения и подавляет репликацию вспомогательного вируса. Он известен как вирофаг, по аналогии с термином бактериофаг.[2]

Вирусы, такие как Sputnik, зависящие от коинфекции хозяин клеточные вирусы-помощники известны как спутниковые вирусы. При обнаружении в парижской градирне в 2008 году Спутник был первым известным спутниковым вирусом, который подавлял репликацию своего вспомогательного вируса и, таким образом, действовал как паразит этого вируса. По аналогии это называлось вирофаг.[2]

Обнаружены вирофаги-спутники, заражающие гигантские вирусы Mimiviridae группа А. Однако они способны расти в амебах, зараженных Mimiviridae любой из групп A, B и C.[3]

Вирусология

Спутник был впервые выделен в 2008 году из образца, полученного от человека; он был взят из жидкости для контактных линз человека с кератит.[4] Естественно, однако, что вирофаг Sputnik был обнаружен для размножения внутри видов условно патогенных простейших. Акантамеба, но только если эта амеба заражена большим мамавирус. Sputnik использует белки мамавируса для быстрого создания новых копий самого себя.[2][5]

Мамавирус официально известен как Acanthamoeba polyphaga мимивирус (APMV) и является близким родственником ранее известного мимивирус. Мимивирус - гигант в вирусном мире; он имеет больше генов, чем многие бактерии, и выполняет функции, которые обычно выполняются только в клеточных организмах. Мамавирус даже больше, чем мимивирус, но эти два очень похожи в том, что они образуют большие вирусные фабрики и сложные вирусные частицы.[6] Однако существуют условия, при которых Sputnik не может производить новые вирионы внутри этих вирусов. Было замечено, что при культивировании мимивируса на стерильной амебе образуются лысые вирионы, у которых отсутствуют поверхностные волокна, характерные для этого вируса. По неизвестным причинам Sputnik не может реплицироваться и производить новые вирусы в этих «лысых» вирусах.[7] Рост вирофагов вреден для APMV и приводит к образованию абортивных форм и аномальной сборке капсида APMV. В одном из экспериментов, проведенных путем инокуляции Acanthamoeba polyphaga с водой, содержащей исходный штамм APMV, было обнаружено, что несколько слоев капсида асимметрично накапливаются на одной стороне вирусной частицы, что приводит к тому, что вирус становится неэффективным. Спутник снизил выход инфекционных вирусных частиц на 70%, а также уменьшил количество амеб. лизис втрое в 24ч.[2]

Спутник имеет круговую двухниточную ДНК геном состоящий из 18 343 пар оснований.[6] Он содержит гены, способные заразить все три области жизни: Эукария, Археи и Бактерии. Из двадцати одного предсказанного гена, кодирующего белок, три, по-видимому, происходят от самого APMV, один является гомологом архейного вируса, а четыре других являются гомологами белков бактериофагов и эукариотических вирусов. Тот факт, что три из этих гена происходят от APMV, указывает на то, что Sputnik может участвовать в процессах переноса генов и опосредовать латеральный перенос генов между гигантскими вирусами.[8] Тринадцать ORFans, то есть они не имеют обнаруживаемых гомологов в текущих базах данных последовательностей. Геном Sputnik имеет высокий AT-контент (73%), аналогично APMV. Он содержит 16 прогнозируемых петли для шпилек, все, кроме двух, попадают между ORF.[9]

Несколько других гомологов, таких как гомологи геликаза-примаза, упаковка АТФаза, ДНК-связывающая субъединица транспозазы последовательности вставки и белок Zn-ленты были обнаружены в Глобальный обзор океана набор данных по окружающей среде, предполагающий, что вирофаги могло быть неизвестным в настоящее время семейством вирусов.

Было обнаружено, что Sputnik содержит гены, общие для APMV. Эти гены могли быть приобретены Sputnik после ассоциации APMV с хозяином, а затем взаимодействия между вирофагом и вирусным хозяином. Рекомбинация внутри вирусной фабрики могла привести к обмену генами. Спутник - одно из наиболее убедительных доказательств смешения и соответствия генов между вирусами.

Присутствие этих генов, гомологичных мимивирусу, в Sputnik предполагает, что перенос генов между Sputnik и мимивирусом может происходить во время заражения Акантамеба. Таким образом, предполагается, что вирофаг может быть источником передачи носителя. боковой перенос гена между гигантскими вирусами, составляющими значительную часть ДНК-вирус население в морской среде. Более того, наличие трех генов APMV в Sputnik означает, что перенос генов между вирофагом и гигантским вирусом имеет решающее значение для эволюции вируса.[10]

В 2016 г. для классификации Sputnik-подобных вирусов, в том числе Zamilon, род Sputnikvirus в семье Lavidaviridae был установлен Международный комитет по таксономии вирусов.[11]

Структура

Вирофаг Спутника имеет капсид диаметром 74 нм, с икосаэдр симметрия.[11] Внутри каждого асимметричного элемента конструкции имеется 4 и 1/3 гексон капсомеры. На оси третьего порядка лежит один гексон, который дает начало гексону 1/3 в каждой асимметричной единице.[12] Из каждого гексамера выступают гибкие грибовидные волокна.[13] В каждом асимметричном блоке также находится 1/5 пентона, лежащего на каждой 5-кратной оси.[12] В середине пентамеров есть полости, которые могут позволить вход или выход ДНК.[13] Спутник имеет триангуляционное число 27 с 260 гексамерами и 12 пентамерами. Этот вирус не содержит липидной мембраны, что противоречит тому, о чем сообщалось ранее.[12]

Другие вирусы рода Sputnik

Род Sputnikvirus имеет два вида, которые можно разделить на разновидности:

  • Разновидность Мимивирус-зависимый вирус Sputnik. Все три вирофага Sputnik имеют более 99% общей ДНК и могут расти вместе с вирусами любой группы Mimiviridae A, B и C.[3]
    • Спутник-1 был открыт в 2008 году. Мамавирус.
    • Спутник-2 был обнаружен в 2012 году. Он может заразить Acanthamoeba polyphaga Вирус чечевицы (Mimiviridae группа A).[3][5]
    • Спутник 3 был обнаружен в 2013 году. Он был изолирован с помощью репортера мимивируса (который не является его естественным вирусным хозяином).[14][3]
  • Разновидность Мимивирус-зависимый вирус Замилон. Невозможно заразить группу А из-за MIMIVIRE система защиты.[15]
    • Замилон 1 был обнаружен в 2013 году в Тунисе.
    • Замилон 2 был открыт в 2015 году в Северной Америке.

Другие вирофаги

Основная статья: Вирофаг

В марте 2011 г. были описаны еще два вирофага: Мавирусный вирофаг который охотится на гиганта Кафетерий roenbergensis вирус,[16][3] и Органический озерный вирофаг (OLV), встречается в соленой Органическое озеро в Антарктиде, и которая охотится на фикоднавирусы эта атака водоросли.[17][18][5] Замилон вирофаг был первым, кто инфицировал представителя группы C Mimiviridae (т. е. Mont1 вирус), способный расти также в группе B Mimiviridae, но не в группе A.[3]

Все вирусы-хозяева известных вирофагов относятся к группе нуклеоцитоплазматические большие ДНК-вирусы. Были проведены исследования, чтобы показать сходство между различными вирофагами. Гомологичные гены среди вирофагов включают предполагаемую ДНК-упаковочную АТФазу семейства FtsK-HerA (АТФаза), предполагаемую ДНК-геликазу / примазу (HEL / PRIM), предполагаемую цистеиновую протеазу (PRSC), предполагаемую MCP и предполагаемый минорный белок капсида (mCP). Эти гены также называют консервативными коровыми генами, хотя иногда между этими вирофагами сходство последовательностей отсутствует или очень мало.[19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Дюпончель, С., Фишер, М. (2019) «Да здравствуют лавидавирусы! Пять особенностей вирофагов, паразитирующих на гигантских ДНК-вирусах». PLoS патогены, 15(3). Дои:10.1371 / journal.ppat.1007592. CC-BY icon.svg Материал был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.
  2. ^ а б c d Бернар Ла Скола; и другие. (2008). «Вирофаг как уникальный паразит гигантского мимивируса». Природа. 455 (7205): 100–4. Bibcode:2008Натура.455..100л. Дои:10.1038 / природа07218. PMID  18690211.
  3. ^ а б c d е ж Морган Гайя и др .: Замилон, новый вирофаг с Mimiviridae Специфика хоста, в: PLoS One. 2014; 9 (4): e94923. Опубликовано онлайн 18 апреля 2014 г. DOI: 10.1371 / journal.pone.0094923
  4. ^ Desnues C (2012). «Провирофаги и трансповироны как разнообразные мобиломы гигантских вирусов». Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (44): 18078–83. Bibcode:2012PNAS..10918078D. Дои:10.1073 / pnas.1208835109. ЧВК  3497776. PMID  23071316.
  5. ^ а б c Эд Йонг: Паразиты-паразиты, в: The Scientist, 15 октября 2012 г.
  6. ^ а б Се, Юнь (сентябрь 2008 г.). «Спутник вирофаг: вирус получает вирус». ARS technica.
  7. ^ Бойер М (2011). «Мимивирус показывает резкое сокращение генома после интраамебальной культуры». Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (25): 10296–301. Bibcode:2011ПНАС..10810296Б. Дои:10.1073 / pnas.1101118108. ЧВК  3121840. PMID  21646533.
  8. ^ Сунь, Сиянг; Ла Скола, Бернар; Bowman, Valorie D .; Райан, Кристофер М .; Уайтлегдж, Джулиан П .; Рауль, Дидье; Россманн, Майкл Г. (01.01.2010). "Структурные исследования вирофага Спутника". Журнал вирусологии. 84 (2): 894–897. Дои:10.1128 / JVI.01957-09. ISSN  0022-538X. ЧВК  2798384. PMID  19889775.
  9. ^ Клавери Дж. М., Абергель С. (2009 г.), «Мимивирус и его вирофаг», Ежегодный обзор генетики, 43: 49–66, Дои:10.1146 / annurev-genet-102108-134255, PMID  19653859
  10. ^ «Самый большой известный вирус дает первый вирофаг». Журнал Microbe. Ноябрь 2008 г. Архивировано с оригинал на 22.07.2011.
  11. ^ а б Krupovic M, Kuhn JH, Fischer MG (2016), "Система классификации вирофагов и спутниковых вирусов", Архив вирусологии, 161 (1): 233–47, Дои:10.1007 / s00705-015-2622-9, PMID  26446887
  12. ^ а б c Чжан X (2012). "Структура вирофага Спутник с разрешением 3,5 Å". Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (45): 18431–6. Bibcode:2012PNAS..10918431Z. Дои:10.1073 / pnas.1211702109. ЧВК  3494952. PMID  23091035.
  13. ^ а б Сиян Сунь (2010). "Структурные исследования вирофага Спутника". Журнал вирусологии. 84 (2): 894–7. Дои:10.1128 / JVI.01957-09. ЧВК  2798384. PMID  19889775.
  14. ^ Гайя М., Панье I, Кампокассо А, Фурноус Дж., Рауль Д. и др.: Широкий спектр вирофагов мимивирусов позволяет выделить их с помощью репортера мимивирусов.. PLoS One 8: e61912 (2013) DOI: 10.1371 / journal.pone.0061912
  15. ^ Levasseur A, Bekliz M, Chabrière E, Pontarotti P, La Scola B & Raoult D (2016), «MIMIVIRE - это система защиты мимивируса, которая придает устойчивость к вирофагам», Природа, 531 (7593): 249–252, Дои:10.1038 / природа17146, PMID  26934229CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  16. ^ Матиас Г. Фишер и Кертис А. Саттл (2011). «Вирофаг в происхождении больших транспозонов ДНК». Наука. 332 (6026): 231–4. Bibcode:2011Наука ... 332..231F. Дои:10.1126 / science.1199412. PMID  21385722.
  17. ^ Вирджиния Гевин: В антарктическом озере обнаружен `` пожиратель вирусов '', в: Природа, 28 марта 2011 г., doi: 10.1038 / news.2011.188
  18. ^ Шери Яу; и другие. (2011). «Контроль вирофагов в динамике антарктических водорослей и вируса-хозяина». Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (15): 6163–8. Bibcode:2011PNAS..108.6163Y. Дои:10.1073 / pnas.1018221108. ЧВК  3076838. PMID  21444812.
  19. ^ Джингли Чжоу; и другие. (2013). «Разнообразие вирофагов в наборах метагеномных данных». Журнал вирусологии. 87 (8): 4225–36. Дои:10.1128 / JVI.03398-12. ЧВК  3624350. PMID  23408616.

внешняя ссылка