Φ6 ( Phi 6) — наиболее изученный бактериофаг семейства вирусов Cystoviridae . Он заражает бактерии Pseudomonas (обычно фитопатогенные P. syringae ). Он имеет трехчастный, сегментированный, двухцепочечный РНК- геном общей длиной ~13,5 кб . Φ6 и его родственники имеют липидную мембрану вокруг своего нуклеокапсида , редкую черту среди бактериофагов. Это литический фаг , хотя при определенных обстоятельствах наблюдалось, что он демонстрирует задержку лизиса, которую можно описать как «состояние носителя».
Геном Φ6 кодирует 12 белков . P1 — это основной капсидный белок, который отвечает за формирование скелета полимеразного комплекса . Внутри оболочки, образованной P1, находится вирусный белок репликазы и транскриптазы P2. Шипы, связывающиеся с рецепторами на вирионе Φ6, образованы белком P3. P4 — это нуклеозидтрифосфатаза , которая необходима для упаковки генома и транскрипции. P5 — это литический фермент. Шиповидный белок P3 прикреплен к фузогенному оболочечному белку в P6. P7 — это второстепенный капсидный белок, P8 отвечает за формирование поверхностной оболочки нуклеокапсида, а P9 — основной оболочечный белок. [3] P12 — это неструктурный морфогенный белок, который, как показано, является частью сборки оболочки. [4] P10 и P13 — это гены, кодирующие белки, которые связаны с вирусной оболочкой, а P14 — это неструктурный белок. [3]
Φ6 обычно прикрепляется к пилям типа IV P. syringae с помощью своего белка прикрепления P3. Считается, что затем клетка втягивает свои пили, притягивая фаг к бактерии. Слияние вирусной оболочки с бактериальной внешней мембраной облегчается фаговым белком P6. Затем муралитический ( расщепляющий пептидогликан ) фермент P5 расщепляет часть клеточной стенки , и нуклеокапсид проникает в клетку, покрытую бактериальной внешней мембраной.
Копия смысловой цепи большого сегмента генома (6374 основания ) затем синтезируется ( транскрипция ) на вершинах капсида с помощью РНК-зависимой РНК-полимеразы P2 и высвобождается в цитозоль клетки-хозяина . Четыре белка, транслируемые из большого сегмента, спонтанно собираются в прокапсиды , которые затем упаковывают смысловую цепь большого сегмента, полимеризуя ее комплемент во время входа через вершины, содержащие полимеразу P2 . Пока большой сегмент транслируется (экспрессируется) и синтезируется (реплицируется), родительский фаг высвобождает копии смысловых цепей среднего сегмента (4061 основание) и малого сегмента (2948 оснований) в цитозоль . Они транслируются и упаковываются в прокапсиды в следующем порядке: средний, затем малый. Заполненные капсиды затем покрываются белком нуклеокапсида P8, а затем белки внешней мембраны каким-то образом притягивают внутреннюю мембрану бактерии , которая затем обволакивает нуклеокапсид.
Литический белок P5 содержится между оболочкой нуклеокапсида P8 и вирусной оболочкой. Завершенное потомство фага остается в цитозоле до тех пор, пока достаточные уровни литического белка P5 не разрушат стенку клетки-хозяина. Затем цитозоль вырывается наружу, разрушая внешнюю мембрану и высвобождая фаг. Бактерия погибает в результате этого лизиса .
РНК-зависимые РНК-полимеразы (RdRP) являются критически важными компонентами жизненного цикла вирусов с двухцепочечной РНК (dsRNA) . Однако не до конца понятно, как эти важные ферменты функционируют во время репликации вируса. Экспрессия и характеристика очищенного рекомбинантного RdRP Φ6 является первой прямой демонстрацией активности RdRP, катализируемой одним белком из вируса с двухцепочечной РНК . Рекомбинантный Φ6 RdRP обладает высокой активностью in vitro , обладает активностью репликации и транскрипции РНК и способен использовать как гомологичные , так и гетерологичные молекулы РНК в качестве матриц. Кристаллическая структура полимеразы Φ6, решенная в комплексе с рядом лигандов, дает представление о механизме независимой от праймера инициации РНК-зависимой полимеризации РНК. Эта РНК-полимераза, по-видимому, работает без сигма-фактора /субъединицы. Очищенный Φ6 RdRP демонстрирует процессивное удлинение in vitro и самоорганизуется вместе с белками полимеразного комплекса в субвирусные частицы, которые полностью функциональны. [5]
Φ6 изучался как модель для понимания того, как сегментированные РНК-вирусы упаковывают свои геномы, его структура изучалась учеными, интересующимися бактериофагами, содержащими липиды , и он использовался как модельный организм для проверки эволюционной теории, такой как храповик Мюллера . Фаг Φ6 широко использовался в дополнительных экспериментальных исследованиях эволюции фагов.