✖


Jump to content

КрАссфаг

грубоподобный фаг
Общая морфология crAss-подобного фага (схематический рисунок)
Классификация вирусов Изменить эту классификацию
(без рейтинга): Вирус
Область : Дуплоднавирия
Королевство: Хынггунвирэ
Тип: Уровироката
Сорт: Каудовирицеты
Заказ: Крассвирусные
Семьи

CrAss-подобный фаг — это семейство бактериофагов (вирусов, поражающих бактерии), которое было обнаружено в 2014 году путем перекрестной сборки ридов в метагеномах фекалий человека . [ 1 ] и таксономический анализ in silico Сравнительная геномика показали, что crAss-подобные фаги представляют собой весьма распространенное и разнообразное семейство вирусов. [ 2 ] [ 3 ] Было предсказано, что CrAss-подобный фаг инфицирует бактерии типа Bacteroidota , и это предсказание было позже подтверждено, когда первый crAss-подобный фаг (crAss001) был выделен на хозяине Bacteroidota ( Bacteroides Intinaliis ) в 2018 году. [ 4 ] Присутствие crAss-подобного фага в микробиоте кишечника человека пока не связано с каким-либо состоянием здоровья. [ 3 ] [ 2 ] [ 5 ] [ 6 ]

Открытие

[ редактировать ]

Программное обеспечение crAss (кросс-сборка), использованное для обнаружения первого crAss-подобного фага, p-crAssphage (прототип-crAssphage), основано на перекрестной сборке считываний из нескольких метагеномов, полученных из одной и той же среды. [ 7 ] Цель перекрестной сборки состоит в том, чтобы неизвестные чтения из одного метагенома совпадали с известными чтениями или чтениями, которые имеют сходство с известными чтениями в другом метагеноме, тем самым увеличивая общее количество полезных прочтений в каждом метагеноме. Программное обеспечение crAss — это инструмент анализа перекрестных сборок, который специализируется на независимой от ссылок сравнительной метагеномике. [ 7 ] CrAss предполагает, что контиг(ы), состоящий из ридов из разных метагеномов (кросс-контиг), представляет собой биологический объект, присутствующий в каждом из различных метагеномов. [ 7 ] P-crAssphage был открыт, когда crAss использовался для анализа перекрестной сборки двенадцати метагеномов фекалий человека. У всех двенадцати особей было идентифицировано несколько перекрестных контигов, состоящих из неизвестных прочтений, и с помощью методов повторной сборки геном p-crAssphage был реконструирован. [ 1 ] P-crAssphage имеет кольцевой геном ДНК размером ~97 кбп, который содержит 80 предсказанных открытых рамок считывания . Используя анализ совпадений и сходство спейсеров CRISPR, было предсказано, что фаг инфицирует бактерии Bacteroidota. [ 1 ] которые являются доминирующими членами кишечного микробиома у большинства людей. [ 8 ]

Таксономия

[ редактировать ]

Семейство crAss-подобных фагов-бактериофагов считается весьма разнообразным и состоит из четырех подсемейств — альфа, бета, дельта и гамма — и десяти родов внутри подсемейств. Подсемейства определяются crAss-подобными фагами, которые имеют 20–40% общих генов, кодирующих белки, в то время как роды характеризуются crAss-подобными фагами, которые имеют более 40% общих генов, кодирующих белки. Подсемейство альфа включает наибольшее количество представителей crAss-подобных фагов, в том числе p-crAssphage. [ 9 ]

Морфология и репликация

[ редактировать ]

Crass-подобный фаг имеет морфологию, подобную подовирусиде. [ 9 ] [ 4 ] со структурой хвоста, сходной с таковой у бактериофага Р22. [ 10 ] На основании первоначальных исследований crAss-подобных фагов, основанных на последовательностях, было предсказано, что семейство бактериофагов будет состоять из фагов с разнообразным образом жизни, включая литический, лизогенный и умеренный образ жизни. [ 10 ] [ 3 ] – сочетание литического и лизогенного. Несмотря на генетические доказательства определенного образа жизни, исследования стратегий репликации crAss-подобных фагов in vitro дали неубедительные результаты.

crAss001 и B. кишечный

[ редактировать ]

CrAss001 и его хозяин, B. кишечная, демонстрируют уникальные взаимоотношения, при которых хозяин и фаг способны стабильно сосуществовать и совместно реплицироваться в жидкой культуре, при этом фаг эффективно лизисит своего хозяина на твердых агаровых субстратах. [ 4 ] Сосуществование фага и его хозяина обычно указывает на лизогенный образ жизни, но геном crAss001 не содержит ни одного из генов, необходимых для лизогении. Была выдвинута гипотеза, что crAss001 использует менее известную стратегию репликации, такую ​​как псевдолизогения или состояние носителя. [ 4 ] но недавнее исследование обнаружило доказательства того, что хозяин, по крайней мере частично, ответственен за стабильное сосуществование посредством фазовых изменений. [ 11 ] В настоящее время считается, что B. кишечная может модулировать инфекцию crAss001, модифицируя его капсульные полисахариды (пример фазового изменения), некоторые из которых фаг использует для распознавания хозяина. При фазовых вариациях B.intelliis может поддерживать субпопуляции, как устойчивые, так и восприимчивые к фаговой инфекции, тем самым создавая уникальную среду, в которой crAss001 имеет постоянный доступ к хозяевам (восприимчивая субпопуляция), а B.intelisis может реплицироваться, не ингибируемая фагом (устойчивая субпопуляция). [ 11 ] До сих пор считается, что CrAss001 инфицирует восприимчивую субпопуляцию, используя псевдолизогенный подход или метод заражения в состоянии носительства, оба из которых могут быть связаны с медленным высвобождением фага из живых бактериальных хозяев. Комбинация фазовых изменений хозяина и стратегии фаговой инфекции приводит к отношениям, в которых фаг и хозяин могут существовать в стабильном равновесии. [ 11 ]

crAss002 и B. xylanisolvens

[ редактировать ]

CrAss002 также демонстрирует необычные отношения со своим хозяином B. xylanisolvens. [ 12 ] Когда crAss002 инокулируют в культуру B. xylanisolvens , фагу требуется несколько дней совместного культивирования, чтобы начать размножаться, после чего он поддерживает стабильный и относительно высокий титр. Когда изолированные колонии совместно культивированных B. xylanisolvens использовались для начала размножения новых фагов, колонии демонстрировали различные ответы на фаговую инфекцию. Некоторые культуры сразу поддерживали размножение фага, тогда как другим требовалось несколько дней. [ 12 ] Различные реакции B. xylanisolvens указывали на то, что бактериальная популяция была смешанной и состояла из клеток, как восприимчивых, так и устойчивых к фаговой инфекции, подобно субпопуляциям восприимчивых и резистентных хозяев в отношениях фаг-хозяин crAss001 и B.intinalis . Подобно crAss001, crAss002 не обладает генами, необходимыми для лизогении. [ 12 ]

crAss001 и crAss002 в бактериальном сообществе

[ редактировать ]

В попытке увидеть, как crAss-подобный фаг ведет себя в бактериальных сообществах, crAss001 и crAss002 были инокулированы в биореакторы, содержащие определенное бактериальное сообщество, представляющее микробиоту кишечника человека. Бактериальное сообщество включало B.intestinelis и B.xylanisolvens , хозяев crAss001 и crAss002 соответственно. Несмотря на увеличение титров crAss001 и crAss002 после заражения, на количество клеток членов бактериального сообщества присутствие фага, по-видимому, не влияло. [ 12 ] Сообщество фагов и бактерий поддерживало стабильный уровень популяции на протяжении всего эксперимента, имитируя поведение crAss001 и crAss002 в чистых культурах. Предполагается, что crAss-подобные фаги и их хозяева используют уникальные механизмы или комбинации механизмов для поддержания стабильного равновесия. [ 12 ]

Человек и грубый фаг

[ редактировать ]

CrAss-подобный фаг был идентифицирован как очень распространенный и почти универсальный член микробиома кишечника человека. [ 1 ] [ 9 ] CrAss-подобные фаги, по-видимому, более распространены среди тех, кто придерживается западной диеты, благоприятствующей бактериальному типу хозяина фагов, Bacteroidota. [ 13 ] Эволюционное исследование грубоподобных фагов и людей предполагает, что распространенность грубоподобных фагов среди человеческих популяций увеличилась в ходе индустриализации и последующей урбанизации, когда западная диета стала более распространенной, чем традиционная диета охотников-собирателей. [ 13 ] Другое исследование, однако, обнаружило доказательства того, что связь между crAss-подобным фагом и человеком может восходить к эволюции происхождения человека. [ 6 ]

Из-за обилия и повсеместного распространения crAss-подобных фагов в человеческих популяциях, crAss-подобные фаги были протестированы в качестве метода обнаружения человеческих фекалий. Вирус может превосходить индикаторные бактерии в качестве маркера фекального загрязнения человека. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

РНК-полимераза crAssphage

Присутствие crAss-подобных фагов в микробиомах кишечника человека еще не связано с переменными, связанными с образом жизни или здоровьем, и широко распространено мнение, что crAss-подобные фаги являются доброкачественными обитателями кишечного микробиома многих людей. [ 3 ] [ 9 ] [ 13 ] [ 18 ] Хотя наличие crAss-подобного фага, по-видимому, не является хорошим индикатором состояния здоровья, возможно, что отсутствие crAss-подобного фага в микробиоме кишечника может указывать на определенные состояния здоровья, такие как метаболический синдром. [ 19 ]

Считается, что CrAss-подобный фаг передается вертикально от матери к потомству, несмотря на то, что численность crAss-подобного фага при рождении низкая или необнаружимая. В течение первого года жизни численность и разнообразие crAss-подобных фагов в микробиоме кишечника значительно увеличиваются. [ 20 ] Кроме того, имеются убедительные доказательства того, что специфический crAss-подобный фаг может передаваться между людьми посредством фекальных микробных трансплантатов (FMT). [ 20 ]

РНК -полимераза crAss-подобного фага phi14:2 имеет структурную гомологию с РНК-полимеразами, используемыми для катализа РНК-интерференции у людей и животных. Считается, что Phi14:2 доставляет свою РНК-полимеразу в клетку-хозяина после заражения, где она может начать транскрипцию генов phi14:2. Из-за механизма доставки и сходства эукариотических РНК-интерференционных полимераз и РНК-полимеразы phi14:2 предполагается, что эукариотические РНК-интерференционные полимеразы могли произойти из фага. [ 21 ]

Губафаги были идентифицированы как еще одна широко распространенная группа фагов в микробиоме кишечника человека. Характеристики губафагов напоминают характеристики р-крАсфага. [ 22 ] [ 23 ]

грубые фаговые среды

[ редактировать ]

На основе скрининга сходства последовательностей белков p-crAssphage с белковыми последовательностями в общедоступных базах данных последовательностей и метагеномах был сделан вывод, что семейство crAss-подобных фагов может состоять из широкого разнообразия членов бактериофагов, которые могут быть обнаружены в различных средах. включая человеческие кишки и кишки термитов, наземную/подземную среду, содовое озеро (гиперсоленый раствор), морские отложения и среду корней растений. [ 10 ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д Дутил Б.Е., Кассман Н., Макнейр К., Санчес С.Е., Сильва Г.Г., Болинг Л. и др. (июль 2014 г.). «Очень распространенный бактериофаг, обнаруженный в неизвестных последовательностях метагеномов фекалий человека» . Природные коммуникации . 5 : 4498. Бибкод : 2014NatCo...5.4498D . дои : 10.1038/ncomms5498 . ПМК   4111155 . ПМИД   25058116 .
  2. ^ Jump up to: а б Герен Э., Шкопоров А., Стокдейл С.Р., Клуни А.Г., Райан Ф.Дж., Саттон Т.Д. и др. (ноябрь 2018 г.). «Биология и таксономия грубоподобных бактериофагов, самого распространенного вируса в кишечнике человека» . Клетка-хозяин и микроб . 24 (5): 653–664.e6. дои : 10.1016/j.chom.2018.10.002 . hdl : 11019/3445 . ПМИД   30449316 . S2CID   53950837 .
  3. ^ Jump up to: а б с д Лян Ю.Ю., Чжан В., Тонг Ю.Г., Чен СП (декабрь 2016 г.). «crAssphage не связан с диареей и имеет высокое генетическое разнообразие» . Эпидемиология и инфекции . 144 (16): 3549–3553. дои : 10.1017/S095026881600176X . ПМК   9150186 . ПМИД   30489235 .
  4. ^ Jump up to: а б с д Шкопоров А.Н., Хохлова Е.В., Фицджеральд С.Б., Стокдейл С.Р., Дрейпер Л.А., Росс Р.П., Хилл С. (ноябрь 2018 г.). «ΦCrAss001 представляет собой наиболее распространенное семейство бактериофагов в кишечнике человека и инфицирует Bacteroides кишечный» . Природные коммуникации . 9 (1): 4781. Бибкод : 2018NatCo...9.4781S . дои : 10.1038/s41467-018-07225-7 . ПМК   6235969 . ПМИД   30429469 .
  5. ^ Хонап, Танви П.; Шанкаранараянан, Критивасан; Шнорр, Стефани Л.; Озга, Эндрю Т.; Вариннер, Кристина; Льюис, Сесил М. (15 января 2020 г.). «Биогеографическое исследование crAssphage, связанного с кишечником человека, предполагает влияние индустриализации и недавнего расширения» . ПЛОС ОДИН 15 (1): e0226930. Бибкод : 2020PLoSO..1526930H дои : 10.1371/journal.pone.0226930 . ISSN   1932-6203 . ПМК   6961876 . ПМИД   31940321 .
  6. ^ Jump up to: а б Эдвардс, Роберт А.; Вега, Алехандро А.; Норман, Холли М.; Охаэри, Мария; Леви, Кайл; Динсдейл, Элизабет А.; Синек, Ондрей; Азиз, Рами К.; Макнейр, Кейтлин; Барр, Джереми Дж.; Бибби, Кайл; Браунс, Стэн Джей-Джей; Казарес, Адриан; де Йонге, Патрик А.; Десню, Кристель (октябрь 2019 г.). «Глобальная филогеография и древняя эволюция широко распространенного кишечного вируса человека crAssphage» . Природная микробиология . 4 (10): 1727–1736. дои : 10.1038/s41564-019-0494-6 . ISSN   2058-5276 . ПМК   7440971 . ПМИД   31285584 .
  7. ^ Jump up to: а б с Дутил Б.Е., Шмидер Р., Налтон Дж., Фелтс Б., Саламон П., Эдвардс Р.А., Мокили Дж.Л. (декабрь 2012 г.). «Независимая от эталона сравнительная метагеномика с использованием перекрестной сборки: crAss» . Биоинформатика . 28 (24): 3225–3231. doi : 10.1093/биоинформатика/bts613 . ПМЦ   3519457 . ПМИД   23074261 .
  8. ^ Фалони, Гвен; Йоссенс, Мари; Виейра-Сильва, Сара; Ван, Цзюнь; Дарзи, Юсеф; Фауст, Кэролайн; Курильщиков, Александр; Бондер, Марк Ян; Валлес-Коломер, Мирейя; Вандепут, Дорис; Тито, Рауль Ю.; Шаффрон, Сэмюэл; Райменанс, Лин; Потрачено, Хлоя; Де Саттер, Лиз (29 апреля 2016 г.). «Анализ изменений кишечного микробиома на популяционном уровне» . Наука . 352 (6285): 560–564. Бибкод : 2016Sci...352..560F . doi : 10.1126/science.aad3503 . ISSN   1095-9203 . ПМИД   27126039 . S2CID   2920612 .
  9. ^ Jump up to: а б с д Герен Э., Шкопоров А., Стокдейл С.Р., Клуни А.Г., Райан Ф.Дж., Саттон Т.Д. и др. (ноябрь 2018 г.). «Биология и таксономия грубоподобных бактериофагов, самого распространенного вируса в кишечнике человека» . Клетка-хозяин и микроб . 24 (5): 653–664.e6. дои : 10.1016/j.chom.2018.10.002 . hdl : 11019/3445 . ПМИД   30449316 . S2CID   53950837 .
  10. ^ Jump up to: а б с Ютин Н., Макарова К.С., Гусов А.Б., Крупович М., Сегал А., Эдвардс Р.А., Кунин Е.В. (январь 2018 г.). «Открытие обширного семейства бактериофагов, включающего наиболее распространенные вирусы кишечника человека» . Природная микробиология . 3 (1): 38–46. дои : 10.1038/s41564-017-0053-y . ПМЦ   5736458 . ПМИД   29133882 .
  11. ^ Jump up to: а б с Шкопоров А.Н., Хохлова Е.В., Стивенс Н., Хьюстон С., Сеймур С., Гриковян А.Дж. и др. (август 2021 г.). «Долговременная персистенция crAss-подобного фага crAss001 связана с фазовыми изменениями у Bacteroides pestis» . БМК Биология . 19 (1): 163. дои : 10.1186/s12915-021-01084-3 . ПМЦ   8375218 . ПМИД   34407825 .
  12. ^ Jump up to: а б с д и Герен Э., Шкопоров А.Н., Стокдейл С.Р., Комас Дж.К., Хохлова Е.В., Клуни А.Г. и др. (апрель 2021 г.). «Выделение и характеристика ΦcrAss002, crAss-подобного фага из кишечника человека, который инфицирует Bacteroides xylanisolvens» . Микробиом . 9 (1): 89. дои : 10.1186/s40168-021-01036-7 . ПМК   8042965 . ПМИД   33845877 .
  13. ^ Jump up to: а б с Хонап Т.П., Шанкаранарайанан К., Шнорр С.Л., Озга А.Т., Вариннер С., Льюис К.М. (15 января 2020 г.). «Биогеографическое исследование crAssphage, связанного с кишечником человека, предполагает влияние индустриализации и недавнего расширения» . ПЛОС ОДИН . 15 (1): e0226930. Бибкод : 2020PLoSO..1526930H . дои : 10.1371/journal.pone.0226930 . ПМК   6961876 . ПМИД   31940321 .
  14. ^ Ахмед В., Лобос А., Сенкбейл Дж., Перо Дж., Галлард Дж., Харвуд В.Дж. (март 2018 г.). «Оценка нового маркера crAssphage для отслеживания загрязнения сточными водами ливневых стоков в Тампе, Флорида». Исследования воды . 131 : 142–150. Бибкод : 2018WatRe.131..142A . дои : 10.1016/j.watres.2017.12.011 . ПМИД   29281808 .
  15. ^ Гарсиа-Альхаро К., Баллесте Э., Муниеса М., Хофре Х. (ноябрь 2017 г.). «Определение крассфагов в пробах воды и применимость для отслеживания фекального загрязнения человека» . Микробная биотехнология . 10 (6): 1775–1780. дои : 10.1111/1751-7915.12841 . ПМК   5658656 . ПМИД   28925595 .
  16. ^ Стахлер Э., Келти С., Сиваганесан М., Ли Х, Бибби К., Шанкс О.К. (август 2017 г.). «Количественный ПЦР-анализ CrAssphage для измерения фекального загрязнения человека» . Экологические науки и технологии . 51 (16): 9146–9154. Бибкод : 2017EnST...51.9146S . doi : 10.1021/acs.est.7b02703 . ПМК   7350147 . ПМИД   28700235 .
  17. ^ Парк Г.В., Нг Т.Ф., Фриланд А.Л., Маркони В.К., Бум Дж.А., Стаат М.А. и др. (август 2020 г.). «CrAssphage как новый инструмент для обнаружения фекального загрязнения человека на поверхностях окружающей среды и руках» . Новые инфекционные заболевания . 26 (8): 1731–1739. дои : 10.3201/eid2608.200346 . ПМЦ   7392416 . ПМИД   32511090 .
  18. ^ Эдвардс Р.А., Вега А.А., Норман Х.М., Охаери М., Леви К., Динсдейл Э.А. и др. (октябрь 2019 г.). «Глобальная филогеография и древняя эволюция широко распространенного кишечного вируса человека crAssphage» . Природная микробиология . 4 (10): 1727–1736. дои : 10.1038/ s41564-019-0494-6 ПМК   7440971 . ПМИД   31285584 .
  19. ^ де Йонге П.А., Вортельбур К., Шайтауэр Т.П., ван ден Борн Б.Х., Цвиндерман А.Х., Нобрега Ф.Л. и др. (июнь 2022 г.). «Профилирование кишечного вирома идентифицирует широко распространенное семейство бактериофагов, связанное с метаболическим синдромом» . Природные коммуникации . 13 (1): 3594. Бибкод : 2022NatCo..13.3594D . дои : 10.1038/s41467-022-31390-5 . ПМЦ   9226167 . ПМИД   35739117 .
  20. ^ Jump up to: а б Сираносян, Бенджамин А.; Тамбурини, Фиона Б.; Шерлок, Гэвин; Бхатт, Ами С. (15 января 2020 г.). «Приобретение, передача и разнообразие штаммов колонизирующих кишечник человека crAss-подобных фагов» . Природные коммуникации . 11 (1): 280. Бибкод : 2020NatCo..11..280S . дои : 10.1038/s41467-019-14103-3 . ISSN   2041-1723 . ПМК   6962324 . ПМИД   31941900 .
  21. ^ Дробышева Арина Викторовна; Панафидина София Александровна; Колесник, Матвей В.; Климук Евгений Иванович; Минахин, Леонид; Якунина Мария Владимировна; Борухов, Сергей; Нильссон, Эмели; Холмфельдт, Карин; Ютин, Наталья; Макарова Кира С.; Кунин Евгений Владимирович; Северинов Константин Владимирович; Лейман, Петр Г.; Соколова, Мария Львовна (январь 2021 г.). «Структура и функция вирионной РНК-полимеразы crAss-подобного фага» . Природа . 589 (7841): 306–309. Бибкод : 2021Natur.589..306D . дои : 10.1038/s41586-020-2921-5 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   33208949 . S2CID   227067794 .
  22. ^ Камарильо-Герреро, Луис Ф.; Алмейда, Александр; Ранхель-Пинерос, Гильермо; Финн, Роберт Д.; Лоули, Тревор Д. (18 февраля 2021 г.). «Массовое расширение разнообразия кишечных бактериофагов человека» . Клетка . 184 (4): 1098–1109.e9. дои : 10.1016/j.cell.2021.01.029 . ISSN   0092-8674 . ПМЦ   7895897 . ПМИД   33606979 . S2CID   221510077 .
  23. ^ Луис Фернандо Камарильо Герреро: Интегративный анализ фагеома кишечника человека с использованием метагеномного подхода. Архивировано 1 февраля 2021 г. в Wayback Machine , диссертация, Колледж Гонвилля и Кайуса, Кембриджский университет, август 2020 г., doi: 10.17863/CAM.63973.
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CrAssphage&oldid=1226239332"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 0d50393051ae0e6b46c3d205c29fb95c__1716972360
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/0d/5c/0d50393051ae0e6b46c3d205c29fb95c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
CrAssphage - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)