Φ6 ( Phi 6) — наиболее изученный бактериофаг вирусного семейства Cystoviridae . Он заражает бактерии Pseudomonas (обычно фитопатогенные P. syringae ). Он имеет трехчастный сегментированный двухцепочечный геном РНК общей длиной около 13,5 т.п.н. Φ6 и его родственники имеют липидную мембрану вокруг нуклеокапсида , что является редкой чертой среди бактериофагов. Это литический фаг , хотя при определенных обстоятельствах наблюдается задержка лизиса, которую можно описать как «состояние носителя».
Геном Φ6 кодирует 12 белков . P1 является основным капсидным белком, ответственным за формирование скелета полимеразного комплекса . Внутри оболочки, образованной P1, находится вирусная репликаза P2 и белок транскриптаза. Шипы , связывающиеся с рецепторами вириона Φ6, образованы белком P3. P4 представляет собой нуклеозидтрифосфатазу , которая необходима для упаковки и транскрипции генома. P5 — литический фермент. Шиповый белок P3 прикреплен к белку слитой оболочки в P6. P7 является второстепенным белком капсида, P8 отвечает за формирование поверхностной оболочки нуклеокапсида, а P9 является основным белком оболочки. [3] P12 представляет собой неструктурный морфогенный белок, который, как показано, является частью сборки оболочки. [4] P10 и P13 представляют собой белки, кодирующие гены, связанные с вирусной оболочкой, а P14 представляет собой неструктурный белок. [3]
Φ6 обычно прикрепляется к пилусу типа IV P. syringae с помощью прикрепляющего его белка P3. Считается, что затем клетка втягивает пилус, притягивая фаг к бактерии. Слиянию вирусной оболочки с бактериальной внешней мембраной способствует фаговый белок Р6. Муралитический ( переваривающий пептидогликаны ) фермент P5 затем переваривает 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 , транслированные 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 в цитозоль копии смысловых цепей среднего сегмента (4061 основание) и малого сегмента (2948 оснований ) . Они транслируются и упаковываются в прокапсиды в следующем порядке: средний, затем маленький. Заполненные капсиды затем покрываются белком нуклеокапсида P8, а затем белки внешней мембраны каким-то образом притягивают внутреннюю мембрану бактерии , которая затем окутывает нуклеокапсид.
Литический белок P5 содержится между оболочкой нуклеокапсида P8 и оболочкой вируса. 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 важнейшими компонентами жизненного цикла вирусов с двухцепочечной РНК (дцРНК) . Однако до конца не 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 дцРНК . Рекомбинантный Φ6 RdRP высокоактивен 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, действует без сигма-фактора /субъединицы. Очищенный Φ6 RdRP демонстрирует процессивное удлинение in vitro и самоорганизуется вместе с белками полимеразного комплекса в субвирусные частицы, которые являются полностью функциональными. [5]
Φ6 изучался как модель, позволяющая понять, как вирусы с сегментированной РНК упаковывают свои геномы, его структура изучалась учеными, интересующимися липидсодержащими бактериофагами, и он использовался в качестве модельного организма для проверки эволюционной теории, такой как храповик Мюллера . Фаг Φ6 широко использовался в дополнительных исследованиях экспериментальной эволюции фагов .