stringtranslate.com

Вирофаг

Паразитический образ жизни вирофагов [1]
(A) Когда клетка-хозяин инфицирована только гигантским вирусом, последний создает цитоплазматическую вирусную фабрику для репликации и генерирует новые вирионы, а клетка-хозяин, скорее всего, лизируется в конце цикла репликации. (
B) Когда клетка-хозяин коинфицирована гигантским вирусом и его вирофагом, последний паразитирует на гигантской вирусной фабрике. Присутствие вирофагов может серьезно повлиять на инфекционность гигантского вируса, снизив эффективность его репликации и увеличив выживаемость клетки-хозяина.
(C) Когда геном гигантского вируса паразитирует провирофаг, последний экспрессируется во время репликации гигантского вируса. Вирофаг производится гигантской вирусной фабрикой и подавляет репликацию гигантского вируса, тем самым увеличивая выживаемость клетки-хозяина.
VF: Вирусная фабрика
Образ жизни вирофагов и вирусов-спутников [1]
(A) Предполагается, что репликация вирофагов происходит полностью на вирусной фабрике его гигантского вируса-хозяина, в зависимости от комплекса экспрессии/репликации гигантского вируса.
(B) Концепция сателлитного вируса подразумевает, что вирус инициирует экспрессию и репликацию своего генома в ядре, используя механизмы клетки-хозяина, а затем переходит в цитоплазму. В цитоплазме сателлитный вирус захватывает механизмы морфогенеза своего вируса-помощника, чтобы произвести свое потомство.

Вирофаги — это небольшие двухцепочечные ДНК-вирусные фаги, которым требуется коинфекция другого вируса. Коинфицирующие вирусы обычно являются гигантскими вирусами . Вирофаги полагаются на вирусную фабрику репликации коинфицирующего гигантского вируса для собственной репликации. Одной из характеристик вирофагов является то, что они имеют паразитические отношения с коинфицирующим вирусом. Их зависимость от гигантского вируса для репликации часто приводит к дезактивации гигантских вирусов. Вирофаг может улучшить восстановление и выживание организма-хозяина.

Все известные вирофаги объединены в семейство Lavidaviridae (от «большой вирусзависимый или ассоциированный» + -viridae). [2]

Открытие

Первый вирофаг был обнаружен в градирне в Париже в 2008 году. Он был обнаружен вместе с его коинфицирующим гигантским вирусом, Acanthamoeba castellanii mamavirus (ACMV). Вирофаг был назван Спутником , и его репликация полностью зависела от коинфекции ACMV и его цитоплазматического репликационного аппарата. Было также обнаружено, что Спутник оказывает ингибирующее действие на ACMV и улучшает выживаемость хозяина. Другие охарактеризованные вирофаги включают Спутник 2, Спутник 3, Замилон и Мавирус . [3] [4] [5] [6]

Большинство этих вирофагов обнаруживаются путем анализа наборов метагеномных данных. В метагеномном анализе последовательности ДНК прогоняются через несколько биоинформатических алгоритмов, которые извлекают определенные важные закономерности и характеристики. В этих наборах данных есть гигантские вирусы и вирофаги. Они разделяются путем поиска последовательностей длиной около 17–20  кб , которые имеют сходство с уже секвенированными вирофагами. Эти вирофаги могут иметь линейные или кольцевые двухцепочечные геномы ДНК. [7] Известные вирофаги в культуре имеют икосаэдрические частицы капсида, которые измеряются примерно от 40 до 80 нанометров в длину, [8] а частицы вирофага настолько малы, что для их просмотра необходимо использовать электронную микроскопию. Анализы на основе метагеномной последовательности были использованы для прогнозирования около 57 полных и частичных геномов вирофагов [9] , а в декабре 2019 года для идентификации 328 высококачественных (полных или почти полных) геномов из различных мест обитания, включая кишечник человека, ризосферу растений и земные недра, из 27 различных таксономических клад. [10]

Диапазон хостов и репликация

Вирофагам необходимо иметь коинфицирующий вирус для того, чтобы они могли реплицироваться. У вирофагов нет необходимых ферментов для самостоятельной репликации. Вирофаги используют гигантский вирусный репликационный аппарат для репликации своих собственных геномов и продолжения своего существования. Диапазон хозяев для вирофагов включает гигантские вирусы с двухцепочечными геномами ДНК. Вирофаги используют транскрипционный аппарат этих гигантских вирусов для собственной репликации вместо транскрипционного аппарата хозяина. Например, открытие вирофага, связанного с вирусом Samba, снизило концентрацию вирусов в хозяине, пока вирофаг реплицировался с использованием гигантского вируса. Амеба-хозяин также показала частичное восстановление после заражения вирусом Samba. [7]

Геном

Вирофаги имеют небольшие двухцепочечные ДНК- геномы , которые имеют либо круглую, либо линейную форму. Размер этих геномов может варьироваться в зависимости от гигантского вируса, который он инфицирует. Большинство вирофагов имеют геномы около 17–30 кбн (килобаз). [8] [9] Их геном защищен икосаэдрическим капсидом длиной около 40–80 нм. [8] Напротив, их коинфицирующие гигантские вирусные аналоги могут иметь геномы размером до 1–2  Мбн (мегабаз). [7] Некоторые из самых больших геномов вирофагов аналогичны размеру генома аденовируса. [8]

Все известные на сегодняшний день вирофаги имеют четыре основных гена. Это специфичные для вирофага основные и второстепенные капсидные белки (MCP и mCP), PRO ( цистеиновая протеаза ) и ДНК-упаковывающая АТФаза . Два капсида почти повсеместно находятся в консервативном блоке. [10] MCP имеет два вертикальных домена складки желеобразного рулета, типичных для Bamfordvirae , в то время как mCP (пентон) имеет обычный домен складки желеобразного рулета. [11]

Таксономия

Семейство Lavidaviridae с двумя родами, Sputnikvirus и Mavirus , было создано Международным комитетом по таксономии вирусов для классификации вирофагов. Это единственное семейство в отряде Priklausovirales (от литовского priklausomas , «зависимый»), который в свою очередь является единственным отрядом в классе Maveriviricetes (от транспозонов Maverick ). [8] [12]

Кроме того, геномы вирофагов, идентифицированные из метагеномов, были классифицированы вместе с изолированными вирофагами в 27 отдельных клад с постоянной длиной генома, содержанием генов и распределением среды обитания. [10] Некоторые фрагментарные последовательности вирофагов были дополнительно зарегистрированы в метагеноме Loki's Castle . [13]

Геномная организация культивируемых вирофагов
Представление генома вирофагов Sputnik , Zamilon и Mavirus . Гомологичные гены окрашены одинаково. [14]
Паразиты гигантов — гиганты.
График, сравнивающий размеры вириона и генома для известных вирофагов и некоторых традиционных вирусов-сателлитов. Размеры шариков пропорциональны размерам капсида. [1]
Хронология открытий вирофагов 2003–2019 гг.
Хронология, показывающая хронологический порядок описания вирофагов, выделенных путем совместного культивирования, и основные открытия в области вирофагов.
РНВ: Вирофаг Рио-Негро. OLV: Органический озерный вирофаг. [1]

Ссылки

  1. ^ abcd Мугари С., Сахми-Бунсиар Д., Левассер А., Колсон П. и Ла Скола Б. (2019) «Вирофаги гигантских вирусов: обновление в одиннадцать». Вирусы , 11 (8): 733. doi : 10.3390/v11080733.Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  2. ^ Дюпоншель, С.; Фишер, М. Г. (март 2019 г.). «Viva lavidaviruses! Пять особенностей вирофагов, паразитирующих на гигантских ДНК-вирусах». PLOS Pathogens . 15 (3): e1007592. doi : 10.1371/journal.ppat.1007592 . PMC 6428243. PMID  30897185 . 
  3. ^ Fischer MG, Suttle CA (апрель 2011 г.). «Вирофаг у истоков больших ДНК-транспозонов». Science . 332 (6026): 231–4. Bibcode :2011Sci...332..231F. doi :10.1126/science.1199412. PMID  21385722. S2CID  206530677.
  4. ^ Fischer MG, Hackl (декабрь 2016 г.). «Интеграция генома хозяина и реактивация вирофага мавируса, вызванная гигантским вирусом». Nature . 540 (7632): 288–91. Bibcode :2016Natur.540..288F. doi :10.1038/nature20593. PMID  27929021. S2CID  4458402.
  5. ^ таксономия. "Обозреватель таксономии (Lavidaviridae)". www.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 2023-09-20 .
  6. ^ таксономия. "Обозреватель таксономии (Preplasmiviricota)". www.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 2023-09-20 .
  7. ^ abc Katzourakis, Aris; Aswad, Amr (2014). «Происхождение гигантских вирусов, вирофагов и их родственников в геномах хозяев». BMC Biology . 12 : 2–3. doi : 10.1186/s12915-014-0051-y . PMC 4096385. PMID  25184667 . 
  8. ^ abcde Крупович, Март; Кун, Йенс; Фишер, Меттиас (осень 2015 г.). «Система классификации вирофагов и вирусов-сателлитов» (PDF) . Архивы вирусологии . 161 (1): 233–247. doi :10.1007/s00705-015-2622-9. PMID  26446887. S2CID  14196910 – через Springer.
  9. ^ ab Roux, Simon; Chan, Leong-Keat; Egan, Rob; Malmstrom, Rex R.; McMahon, Katherine D.; Sullivan, Matthew B. (2017-10-11). "Экогеномика вирофагов и их гигантских вирусных хозяев, оцененная с помощью метагеномики временных рядов". Nature Communications . 8 (1): 858. Bibcode :2017NatCo...8..858R. doi :10.1038/s41467-017-01086-2. ISSN  2041-1723. PMC 5636890 . PMID  29021524. 
  10. ^ abc Паес-Эспино, Дэвид; Чжоу, Джингли; Ру, Саймон; Найфах, Стивен; Павлопулос, Георгиос А.; Шульц, Фредерик; МакМахон, Кэтрин Д.; Уолш, Дэвид; Войк, Таня; Иванова, Наталья Н.; Элоэ-Фадрош, Эмили А.; Триндж, Сюзанна Г.; Кирпидес, Никос К. (10.12.2019). «Разнообразие, эволюция и классификация вирофагов, обнаруженные с помощью глобальной метагеномики». Microbiome . 7 (1): 157. doi : 10.1186/s40168-019-0768-5 . PMC 6905037 . PMID  31823797. 
  11. ^ Борн, Д.; Рейтер, Л.; Мерсдорф, У.; Мюллер, М.; Фишер, МГ; Мейнхарт, А.; Рейнштейн, Дж. (10 июля 2018 г.). «Структура капсидного белка, самосборка и процессинг раскрывают морфогенез морского вирофага мавируса». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 115 (28): 7332–7337. Bibcode : 2018PNAS..115.7332B. doi : 10.1073/pnas.1805376115 . PMC 6048507. PMID  29941605 . 
  12. ^ Koonin EV, Dolja VV, Krupovic M, Varsani A, Wolf YI, Yutin N, Zerbini M, Kuhn JH (октябрь 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполняющую все основные таксономические ранги, для ДНК-вирусов, кодирующих основные капсидные белки типа вертикальных желеобразных роллов». Предложение ICTV (Taxoprop) : 2019.003G. doi : 10.13140/RG.2.2.14886.47684.
  13. ^ Бэкстрём Д., Ютин Н., Йоргенсен С.Л., Дхарамши Дж., Хома Ф., Заремба-Недведска К., Спанг А., Вольф Ю.И., Кунин Е.В., Эттема Т.Дж. (2019). «Вирусные геномы из глубоководных отложений расширяют мегавиром океана и поддерживают независимое происхождение вирусного гигантизма». мБио . 10 (2): e02497-18. doi : 10.1128/mBio.02497-18. ПМК 6401483 . ПМИД  30837339. PDF
  14. ^ Дюпоншель, С. и Фишер, М. Г. (2019) «Viva lavidaviruses! Пять особенностей вирофагов, паразитирующих на гигантских ДНК-вирусах». Патогены PLoS , 15 (3). doi :10.1371/journal.ppat.1007592.Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.