WikiDer > Рудивирус

Rudivirus

Рудивирус
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Область:incertae sedis
Королевство:incertae sedis
Тип:incertae sedis
Учебный класс:incertae sedis
Заказ:Ligamenvirales
Семья:Rudiviridae
Род:Рудивирус
Типовой вид
Палочковидный вирус Sulfolobus islandicus 2
Разновидность

Рудивирус это род вирусы в порядке Ligamenvirales; это единственный род в семье Rudiviridae. Эти вирусы представляют собой вирусы без оболочки, жесткие стержневидные вирусы с линейными геномами дцДНК, которые инфицируют гипертермофильные вирусы. археи королевства Crenarchaeota.[1][2] В настоящее время в этом роду три вида, включая типовой вид Палочковидный вирус Sulfolobus islandicus 2.[3][4] Фамилия происходит от латинский рудис, тонкий стержень, относящийся к форме вириона.

Подробности

Два основных вида, вирусы SIRV1 и SIRV2, были получены путем клонирования колоний. Sulfolobus islandicus штаммы. Эти два штамма были выделены из образцов, взятых в 1994 г. из разных сольфатарный поля в Исландия, то Kverkfjöll и Hveragerði, которые разделены расстоянием 250 км. Эти исландские горячие источники с солфатаровой кислотой достигают температуры 88 ° C и pH 2,5. Что касается его стабильности у многих хозяев, SIRV2 является лучшим кандидатом на роль типового вида, чем SIRV1.[5]

Палочковидный вирус Acidianus 1, АРВ1, первый член семьи Rudiviridae заражение гипертермофильных архей рода Ацидиан, был изолирован от горячего источника в Поццуоли, Италия в 2005 году.[6]

В Палочковидный вирус Stygiolobus, SRV, который поражает гипертермофильный Стигиолобус вида, был изолирован из горячего источника в Азорские острова, Португалия в 2008.[7]

Члены Rudiviridae имеют общие структурные и геномные характеристики с вирусами из Lipothrixviridae семейство, которое содержит гибкие нитчатые вирусы в оболочке. Вирусы из двух семейств имеют линейные геномы дцДНК и имеют до девяти общих генов. Кроме того, нитчатые частицы рудивирусов и липотриксвирусов построены из структурно схожих, гомологичных основных капсид белки. Благодаря этим общим свойствам вирусы двух семейств классифицируются по порядку Ligamenvirales.[8] Кроме того, члены Ligamenvirales структурно связаны с вирусами семейства Tristromaviridae которые, как и липотриксвирусы, заключены в оболочку и кодируют два паралогичных основных капсидных белка с такой же укладкой, как у рудивирусов и липотриксвирусов. [9] Из-за этих структурных сходств порядок Ligamenvirales и семья Tristromaviridae предлагалось объединить в класс Tokiviricetes (toki означает «нить» на грузинском языке и viricetes официальный суффикс класса вирусов).

Структура

Вирионы без оболочки, состоящие из трубчатой ​​формы. суперспираль образована дцДНК и основной структурный белок с пробками на каждом конце, к которым прикреплены три хвостовых волокна. Эти волокна хвоста, по-видимому, участвуют в адсорбция на поверхность клетки-хозяина и образованы одним из второстепенных структурных белков.

Обе Палочковидные вирусы Sulfolobus islandicus представляют собой жесткие стержни шириной около 23 нм, но различающиеся по длине: длина SIRV1 составляет около 830 нм, а длина SIRV2 - около 900 нм. Они представляют собой центральный канал ок. 6 нм, который заключает в себе геном ДНК. На каждом конце стержня есть заглушка прибл. 48 нм в длину и 6 нм в диаметре, которые заполняют концевую часть полости, вместе с тремя хвостовыми волокнами прибл. Длина 28 нм.

Трехмерная реконструкция вириона SIRV2 с разрешением ~ 4 ангстрем была получена с помощью криоэлектронной микроскопии.[10] Структура выявила ранее неизвестную форму организации вириона, при которой основной белок капсида альфа-спирали SIRV2 оборачивается вокруг ДНК, делая ее недоступной для растворителя. Было обнаружено, что вирусная ДНК полностью находится в А-форме, что предполагает общий механизм с бактериальными спорами для защиты ДНК в наиболее неблагоприятных условиях.

Палочковидный вирус Acidianus 1 имеет длину 610 нм и ширину 22 нм, также имеет три хвостовых волокна, выступающих на каждом конце, и один и тот же центральный канал, инкапсулирующий геном.

В Палочковидный вирус Stygiolobus имеет аналогичную морфологию в форме стержня, размером 702 нм на 22 нм.

РодСтруктураСимметрияКапсидГеномное расположениеГеномная сегментация
РудивирусСтержневидныйСпиральныйБез оболочкиЛинейныйОдночастный

[4]

Геном

Геном рудивируса состоит из линейной дцДНК и варьируется от 24 т.п.н. (ARV1) до 35 т.п.н. (SIRV2). Две цепи линейных геномов ковалентно связаны, и на обоих концах генома есть перевернутые концевые повторы. Сульфолобус рудивирусы размером до 32,3 т.п.н. для SIRV1 и 35,8 т.п.н. для SIRV2 с инвертированными концевыми повторами длиной 2029 п.н. на концах линейного генома. В Содержание G + C обоих геномов крайне низка, всего 25%, тогда как геном Sulfolobus solfataricus (секвенированный геном, ближайший к хозяину вируса) составляет 37%.

Последовательность и состав генома ARV1 сильно отличаются от таковых у Сульфолобус рудивирусы. ARV1 имеет геном из 24 655 п.н., включая инвертированные концевые повторы по 1365 п.н. на обоих концах.

SRV демонстрирует достаточные геномные отличия от других рудивирусов, чтобы оправдать его классификацию как новый вид. Его геном насчитывает 28 096 п.н. и содержит перевернутые концевые повторы длиной 1030 п.н.

Хотя последовательности инвертированных концевых повторов рудивирусов различаются, все они несут на концах генома мотив AATTTAGGAATTTAGGAATTT, который может представлять собой сигнал для Холлидей Джанкшн резольваза [11] и Репликация ДНК.

Паттерны транскрипции и регуляция транскрипции

В транскрипционный паттерны рудивирусов SIRV1 и SIRV2 относительно просты, с небольшими временными различиями в экспрессии.[12] Напротив, по крайней мере, 10% его генов имели разные ДНК-связывающие мотивы в белках, которые они кодируют и были признаны предполагаемыми регуляторы транскрипции.[13] Высокая доля вирусных генов, кодирующих ДНК-связывающие белки с лентой-спираль-спиралью (RHH) ДНК-связывающие мотивы было предложено. Обилие генов, кодирующих белки, принадлежащие к суперсемейству RHH, присутствующие в геномах кренархей и их вирусов, может подчеркивать важную роль этих белков в генах хозяина и вируса. регулирование транскрипции в суровых условиях.

Белок SvtR [14] был первым детально охарактеризованным регулятором RHH кренархей, а также первым кодируемым вирусом регуляторы транскрипции в пределах Архей домен. Он сильно подавляет транскрипцию второстепенного структурного белка и, в меньшей степени, собственного гена. Структура очень похожа на структуру бактериальных белков RHH, несмотря на низкое сходство последовательностей, таких как CopG, регулятор контроля числа копий бактериальной плазмиды.

А Sulfolobus islandicus кодируемый активатор транскрипции, Sta1, также, как было показано, активирует транскрипцию нескольких вирусных генов.[15]

Жизненный цикл вирусов

Палочковидный вирус Sulfolobus islandicus 2 (SIRV2) распознает своего хозяина, связываясь с пилями 4 типа, в большом количестве присутствующими на поверхности клетки.[16][17] Первоначально вирус связывается с верхушкой пилуса, а затем продвигается по пилусу к поверхности клетки, где вирион разбирается, а геном SIRV2 интернализуется неизвестным механизмом.[16] SIRV2 - это литический вирус, который убивает клетку-хозяина в результате продуманных механизмов, управляемых вирусом. Массовая деградация хоста хромосомы происходит из-за вирусной инфекции, и сборка вирионов происходит в цитоплазма. Вирионы высвобождаются из клетки-хозяина посредством механизма, который включает образование специфических клеточных структур.[18]

РодДетали хостаТканевый тропизмДетали входаДетали выпускаСайт репликацииСайт сборкиПередача инфекции
РудивирусГипертермофильные археи: Sulfolobus islandicusНиктоАдсорбция на пили типа 4ЛизисЦитоплазмаЦитоплазмаКонтакт

[4]

Возможные применения в нанотехнологиях

SIRV2 может действовать как шаблон для сайт-селективной и пространственно контролируемой химической модификации. Как концы, так и тело вируса, или только концы, можно адресовать химическим путем, поэтому SIRV2 можно рассматривать как структурно уникальный наностроительный блок.[19]

Примечания

Изучение вирусов кренархей еще только начинается. Наши знания об их биологии и основных молекулярных процессах, включая инфекцию, взаимодействия вируса с хозяином, репликацию и упаковку ДНК, а также регуляцию транскрипции, несколько ограничены.

Рудивирус являются многообещающими кандидатами на роль общей модели для детального изучения биологии архейных вирусов. Они действительно легко поддерживаются в лабораторных условиях и могут быть получены с достаточным выходом, в отличие от многих других вирусов архей.

Рекомендации

  1. ^ Zillig, W .; Прангишвили, Д .; Schleper, C .; Эльферинк, М .; Holz, I .; Albers, S .; Janekovic, D .; Гётц, Д. (1996). «Вирусы, плазмиды и другие генетические элементы термофильных и гипертермофильных архей». FEMS Microbiol. Rev. 18 (2–3): 225–236. Дои:10.1111 / j.1574-6976.1996.tb00239.x. PMID 8639330.
  2. ^ Прангишвили, Д .; Стедман, К .; Зиллиг, В. (2001). "Вирусы чрезвычайно теплолюбивого архея Сульфолобус". Тенденции Microbiol. 9 (1): 39–43. Дои:10.1016 / s0966-842x (00) 01910-7. PMID 11166242.
  3. ^ ICTV. «Таксономия вирусов: выпуск 2014 г.». Получено 15 июн 2015.
  4. ^ а б c «Вирусная зона». ExPASy. Получено 15 июн 2015.
  5. ^ Прангишвили, Давид; Питер Арнольд, Ханс; Гётц, Дороти; Зизе, Ульрике; Хольц, Инджелор; Кристьянссон, Якоб К .; Циллиг, Вольфрам (1999). "Новое семейство вирусов, Rudiviridae: структура, взаимодействие вируса с хозяином и изменчивость генома Сульфолобус Вирусы SIRV1 и SIRV2 ». Генетика. 152 (4): 1387–1396. ЧВК 1460677. PMID 10430569.
  6. ^ Vestergaard, G .; Häring, M .; Пэн, X .; Рэйчел, Р .; Garrett, R.A .; Прангишвили, Д. (2005). "Новый рудивирус, ARV1, из рода гипертермофильных архей. Ацидиан". Вирусология. 336 (1): 83–92. Дои:10.1016 / j.virol.2005.02.025. PMID 15866073.
  7. ^ Vestergaard, G .; Shah, S.A .; Bize, A .; Reitberger, W .; Reuter, M .; Phan, H .; Briegel, A .; Рэйчел, Р .; Garrett, R.A .; Прангишвили, Д. (2008). "Палочковидный вирус Stygiolobus и взаимодействие кренархейных рудивирусов с антивирусной системой CRISPR ». J. Bacteriol. 190 (20): 6837–6845. Дои:10.1128 / jb.00795-08. ЧВК 2566220. PMID 18723627.
  8. ^ Прангишвили Д, Крупович М (2012). «Новый предлагаемый таксон для двухцепочечных ДНК-вирусов, заказ» Ligamenvirales"". Arch Virol. 157 (4): 791–795. Дои:10.1007 / s00705-012-1229-7. PMID 22270758.
  9. ^ Ванга, Ф; Бакеро, Д.П .; Вс, З; Осинский, Т; Прангишвили, Д; Egelman, EH; Крупович, М. (январь 2020 г.). «Структура нитевидного вируса раскрывает семейные связи в виросфере архей». Эволюция вирусов. 6 (1): veaa023. Дои:10.1093 / ve / veaa023. ЧВК 7189273. PMID 32368353.
  10. ^ DiMaio F, Yu X, Rensen E, Krupovic M, Prangishvili D, Egelman EH (2015). «Вирус, поражающий гипертермофил, инкапсидирует ДНК А-формы». Наука. 348 (6237): 914–917. Bibcode:2015Научный ... 348..914D. Дои:10.1126 / science.aaa4181. ЧВК 5512286. PMID 25999507.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  11. ^ Birkenbihl, R.P; Ниф, К; Прангишвили, Д; Кемпер, Б. (2001). "Ферменты, разрешающие холлидейские соединения вирусов архей SIRV1 и SIRV2". Журнал молекулярной биологии. 309 (5): 1067–76. Дои:10.1006 / jmbi.2001.4761. PMID 11399079.
  12. ^ Кесслер, Александра; Бринкман, Арье Б .; Джон; Прангишвили, Давид (ноябрь 2004 г.). «Транскрипция палочкообразных вирусов SIRV1 и SIRV2 гипертермофильных архей. Сульфолобус". J Бактериол. 186 (22): 7745–7753. Дои:10.1128 / JB.186.22.7745-7753.2004. ЧВК 524901. PMID 15516589.
  13. ^ Прангишвили, Давид; Гарретт, Роджер А .; Кунин, Евгений В. (2006). «Эволюционная геномика архейных вирусов: уникальные вирусные геномы в третьей сфере жизни». Вирусные исследования. 117 (1): 52–67. Дои:10.1016 / j.virusres.2006.01.007. PMID 16503363.
  14. ^ Гильер, Флоренция; Пейшейро, Нуно; Кесслер, Александра; Рейналь, Бертран; Desnoues, Николь; Келлер, Дженни; Делепьер, Мюриэль; Прангишвили, Давид; Сезонов, Геннади; Гихарро, Дж. Инаки (август 2009 г.). «Структура, функция и мишени регулятора транскрипции SvtR из гипертермофильного архейного вируса SIRV1». J Biol Chem. 284 (33): 22222–37. Дои:10.1074 / jbc.m109.029850. ЧВК 2755947. PMID 19535331.
  15. ^ Кесслер, Александра; Сезонов, Геннади; Гихарро, Дж. Иньяки; Desnoues, Николь; Роза, Тьерри; Делепьер, Мюриэль; Белл, Стивен Д .; Прангишвили, Давид (2006). «Новый регуляторный белок архей, Sta1, активирует транскрипцию с вирусных промоторов». Нуклеиновые кислоты Res. 34 (17): 4837–4845. Дои:10.1093 / нар / gkl502. ЧВК 1635249. PMID 16973899.
  16. ^ а б Quemin, ER; Лукас, S; Даум, Б; Quax, TE; Кюльбрандт, Вт; Forterre, P; Альберс, SV; Прангишвили, Д; Крупович, М (2013). «Первые сведения о процессе проникновения гипертермофильных вирусов архей». Журнал вирусологии. 87 (24): 13379–85. Дои:10.1128 / JVI.02742-13. ЧВК 3838266. PMID 24089554.
  17. ^ Ванга, Ф; Цвиркайте-Крупович, В; Кройцбергер, МАБ; Вс, З; де Оливейра, GAP; Осинский, Т; Шерман, Н; DiMaio, F; Wall, JS; Прангишвили, Д; Крупович, М; Эгельман, EH (2019). «Экстенсивно гликозилированный пильс архей выживает в экстремальных условиях». Природная микробиология. 4 (8): 1401–1410. Дои:10.1038 / с41564-019-0458-х. ЧВК 6656605. PMID 31110358.
  18. ^ Бизе, Ариана; Карлссон, Эрик А .; Экефьярд, Карин; Quax, Тесса Э. Ф .; Пина, Мери; Прево, Мари-Кристин; Фортер, Патрик; Тенайон, Оливье; Бернандер, Рольф; Прангишвили, Давид (2009). «Уникальный механизм высвобождения вируса в архее». PNAS. 106 (27): 11306–11311. Bibcode:2009ПНАС..10611306Б. Дои:10.1073 / pnas.0901238106. ЧВК 2708744. PMID 19549825.
  19. ^ Стейнмец, Н.Ф., Бизе, А., Финдли, К.С., Ломонософф, Г.П., Манчестер, М., Эванс, Д.Дж. и Прангишвили, Д. (2008) Сайт-специфичная и пространственно контролируемая адресность нового вирусного наноструктурного блока: SUlfolobus islandicus палочковидный вирус 2. Adv. Funct. Mater. 18, 3478–3486

внешняя ссылка