T7 Phage

Эсшерихия вирус Т7
Классификация вирусов
(не вмешательство):	Вирус
Область :	Дуплоднавирия
Королевство:	Heunggongvirae
Филум:	Уровириката
Сорт:	Caudoviricetes
Заказ:	Каудовиралс
Семья:	Autographiviridae
Род:	Teseptimavirus
Разновидность:	Эсшерихия вирус Т7

Бактериофаг T7 (или фаг T7 ) представляет собой бактериофаг , вирус, который заражает бактерии. Он заражает большинство штаммов Escherichia coli и полагается на эти хозяева для распространения. Бактериофаг T7 имеет литический жизненный цикл , что означает, что он разрушает клетку, которую он заражает. Он также обладает несколькими свойствами, которые делают его идеальным фагом для экспериментов: его очистка и концентрация привели к последовательным значениям в химическом анализе; ^{[ 2 ]} Это может быть неинфекционным воздействием ультрафиолетового света; ^{[ 3 ]} и его можно использовать в фаге для клонов, связывающих РНК, белки . ^{[ 3 ]}

Открытие

В исследовании 1945 года, проведенного Demerec и Fano, ^{[ 4 ]} T7 был использован для описания одного из семи типов фагов (T1 до T7), которые растут литически на Escherichia coli . ^{[ 5 ]} Хотя все семь фагов были пронумерованы произвольно, были обнаружены фаги с нечетными числами, или TODD-фаги, были позже обнаружены, чтобы разделить морфологические и биохимические признаки, которые отличают их от T-фаги. ^{[ 6 ]} Прежде чем физически назвать T7, фаг использовался в предыдущих экспериментах. Германии-американский биофизик Макс Дельбрюк работал с тем же вирусом в конце 1930-х годов, назвав его фагом, а французский канадский микробиолог Феликс Д'Герле, вероятно, изучил его близкий родственник в 1920-х годах. ^{[ 7 ]}^{[ 5 ]}

Хозяева

T7 растет на грубых штаммах Escherichia coli (то есть те, у которых нет полноразмерного O-Antigen полисахарида на их поверхности), и некоторые другие кишечные бактерии , но близкие родственники также заражают гладкие и даже капсулированные штаммы. ^{[ 8 ]}

Вирион Структура

Вирус имеет сложную структурную симметрию, с капсидом фага, который является икосаэдрическим (двадцать лиц) с внутренним диаметром 55 нм и хвостом диаметром 19 нм и длиной 28,5 нм, прикрепленным к капсиду. ^{[ 9 ]} Выброс белков из капсида при инфекции заставляет вирус изменять структуру, когда он попадает в клетку. ^{[ 10 ]}

Геном

Геном T7 фага ^{[ 11 ]} был одним из первых полностью секвенированных геномов и был опубликован в 1983 году. ^{[ 12 ]} Голова частицы фага содержит примерно 40 кбит -кин . ^{[ 13 ]} Геном отличается многочисленными перекрывающимися генами ^{[ 14 ]} которые были частично удалены через «рефакторинг» генома, чтобы получить T7.1. ^{[ 15 ]}

Жизненный цикл

T7 имеет жизненный цикл 17 минут при 37 ° C, то есть время от инфекции до лизиса клетки -хозяина при высвобождении новых фагов. Из -за короткого скрытого периода большинство физиологических исследований проводится при 30 ° C, где инфицированные клетки лизируют через 30 мин. Тем не менее, штаммы с высоким содержанием физджета T7 были изолированы с скрытым периодом всего ~ 11 минут при росте 37 ° C в оптимальных условиях в результатах богатых средств массовой информации. Этот адаптированный фаг может подвергаться эффективному расширению своего населения более чем на 10 ¹³ За один час роста. ^{[ 16 ]}

Инфекция бактерий -хозяев

Цикл воспроизведения T7, в общей сложности

Фаг T7 распознает определенные рецепторы на поверхности клеток E. coli и связывается с клеточной поверхностью его вирусными волокнами. В некоторых штаммах T7 хвостовые волокна заменяются хвостовыми списками, которые разлагают O- или K-антигены на клеточной поверхности путем ферментативной активности . ^{[ 5 ]}

Процесс адсорбции и проникновения использует лизоцимы для создания отверстия в слое пептидогликана бактериальной клеточной стенки, что позволяет переносить вирусную ДНК в бактерию. Короткий, упорный хвост T7-подобного фага слишком короткий, чтобы охватывать конверт клеток, и, чтобы выбросить геном фага в клетку при инициации инфекции, белки вириона должны сначала сделать канал из кончика хвоста в клеточную цитоплазму. ^{[ 17 ]} Фаг также высвобождает пять белков, необходимые для начала репликации вирусного генома и расщеплять геном хозяина. ^{[ 18 ]} Бактериофаг T7 был разработан для переопределения некоторых защитных средств бактерий -хозяев, включая клеточную стенку пептидогликана и систему CRISPR . ^{[ 18 ]} После того, как фаг T7 вставил вирусный геном, процесс репликации ДНК генома хозяина останавливается, и начинается репликация вирусного генома. ^{[ 19 ]}

В оптимальных условиях фаг T7 может завершить литический процесс в течение 25 минут, что приводит к гибели клетки хозяина E. coli . Во время лизиса вирус может производить более 100 потомков. ^{[ 18 ]}

Компоненты

GP5 (кодируется геном GP5 ) является ДНК -полимеразой T7 . ДНК -полимераза T7 использует E.coli тиоредоксин эндогенный во , окислительно -восстановительный белок, в качестве скользящего зажима ДНК фаговой время репликации ДНК (хотя тиоредоксин обычно имеет другую функцию). Раздвижной зажим функционирует, чтобы удерживать полимеразу на ДНК, что увеличивает скорость синтеза. ^{[ 20 ]}

Репликация и восстановление ДНК

Phage T7 имеет самую простейшую известную ДНК реплисом , состоящую из геликазы и примазы , которая находится в одной полипептидной цепи, которая образует гексамер в присутствии ДНК и АТФ или DTTP . ДНК-полимераза T7, помогая E.coli Тиоредоксину, выполняет как синтез ДНК ведущей, так и задержки .

В фаге T7 разрывы с двойной цепью ДНК, вероятно, восстанавливаются путем вставки участка донорской ДНК в зазор в месте разрыва. ^{[ 21 ]} Это восстановление двойных разрывов облегчено белком гена 2.5, который способствует отжигу гомологичных комплементарных цепей ДНК . ^{[ 22 ]}

Репликативные промежуточные продукты

Репликация внутриклеточной ДНК фага T7, при растяжении после лизиса клеток, обычно длиннее зрелой фаговой хромосомы (от 11 до 15 мкМ) и может возникать в форме высококвалифицированных линейных цепей до 66 раз превышающей длину зрелого фага хромосома. ^{[ 23 ]} Реплицирующая ДНК также можно увидеть в форме спиральных кольцевых структур, которые, по -видимому, соответствуют умноженным конфигурациям ДНК, в которых супергелитические повороты, необходимые для уплотнения ДНК, были облегчены путем проникновения пряди при лизисе клеток. ^{[ 23 ]}

Применение в молекулярной биологии

Промоторная последовательность T7 широко используется в молекулярной биологии из -за его чрезвычайно высокого сродства к РНК -полимеразе T7 и, следовательно, высокого уровня экспрессии. ^{[ 3 ]}^{[ 2 ]}

T7 использовался в качестве модели в синтетической биологии . Chan et al. (2005) « рефакторировал » геном T7, заменив приблизительно 12 кбит -бит своего генома на инженерную ДНК. ^{[ 15 ]} Инженерная ДНК была разработана, чтобы быть более легкой для работы несколькими способами: индивидуальные функциональные элементы были разделены с помощью ограниченных эндонуклеазовых сайтов для простой модификации, а перекрывающиеся домены кодирования белка были разделены и, при необходимости, модифицированы одиночными парами молчаливыми мутациями основания .

Ссылки

^ Падилья-Санчес, Виктор (2021-07-10), структурная модель бактериофага T7 в атомном разрешении , DOI : 10.5281/Zenodo.5133295 , извлеченные 2021-07-24
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Студия, Ф. Уильям (1969-11-01). «Генетика и физиология бактериофага T7». Вирусология . 39 (3): 562–574. doi : 10.1016/0042-6822 (69) 90104-4 . ISSN 0042-6822 . PMID 4902069 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Тисалу, Табет; Сугахара, Казуки Н.; Ruoslahti, Erkki (1 января 2012 г.). «Картирование сосудистых почтовых индексов с помощью фага -дисплея» . В Wittrup, К. Дейн; Вердин, Грегори Л. (ред.). Методы в фермере . Тол. 503. Академическая пресса. С. 35–56. doi : 10.1016/b978-0-12-396962-0.00002-1 . ISBN 978-0-12-396962-0 Полем PMID 22230564 .
^ Demerec, M; Фано, U (15 марта 1945 г.). «Устойчивые к бактериофагам мутанты в Escherichia coli » . Генетика . 30 (2): 119–136. doi : 10.1093/Genetics/30.2.119 . PMC 1209279 . PMID 17247150 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Дома, роман; Блаш, Соня; Докланд, Терье; Haggård-Ljungquist, Элизабет; фон Брунн, Альбрехт; Салас, Маргарита; Casjens, Шервуд; Molineux, Ian; Уэц, Питер (2012). «Бактериофажный белок - белковые взаимодействия» . Достижения в области исследования вируса . 83 : 219-298. Doi : 10.1016/b978-0-12-3944438-2.00006-2 . ISBN 978-0-12-394438-2 Полем PMC 3461333 . PMID 22748812 .
^ Каммак, Ричард; Этвуд, Тереза; Кэмпбелл, Питер; Приход, Говард; Смит, Энтони; Велла, Фрэнк; Стерлинг, Джон, ред. (2006). Оксфордский словарь биохимии и молекулярной биологии . Издательство Оксфордского университета. doi : 10.1093/acref/9780198529170.001.0001 . ISBN 9780191727641 .
^ Д'Эрелл, Феликс (1926). Бактериофаг и его поведение . Балтимор, MD: Уильямс и Уилкинс. doi : 10.5962/bhl.title.7308 . LCCN 26009494 . OCLC 2394374 .
^ Molineux, Ian J. (2006). «Глава 20: Группа T7». В календаре Ричард Лейн (ред.). Бактериофаги (2 -е изд.). Оксфорд: издательство Оксфордского университета. п. 277. ISBN 9780195148503 .
^ "Teseptimavirus ~ страница вируса" . viralzone.expasy.org . Получено 18 ноября 2019 года .
^ Molineux, Ian J.; Панджа, Дебабрата (март 2013 г.). «Заскочил пробку: механизмы выброса генома фага». Nature Reviews Microbiology . 11 (3): 194–204. doi : 10.1038/nrmicro2988 . ISSN 1740-1534 . PMID 23385786 . S2CID 205498472 .
^ «Геном бактериофага T7» . 9 сентября 2004 года . Получено 18 мая 2011 года .
^ Данн, Джон Дж.; Студия Ф. Уильям; Готтесман, М. (июнь 1983 г.). «Полная нуклеотидная последовательность ДНК бактериофага T7 и местоположения генетических элементов T7». Журнал молекулярной биологии . 166 (4): 477–535. doi : 10.1016/s0022-2836 (83) 80282-4 . PMID 6864790 .
^ «Uniprot: контрольный протеом бактериофага T7» .
^ Райт, Брэдли В.; Моллой, Марк П.; Джашке, Пол Р. (5 октября 2021 г.). «Перекрывающиеся гены в натуральных и инженерных геномах» . Nature Reviews Genetics . 23 (3): 154–168. doi : 10.1038/s41576-021-00417-w . ISSN 1471-0064 . PMC 8490965 . PMID 34611352 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Чан, Леон Y; Косури, Шрирам; Энди, Дрю (январь 2005 г.). «Рефакторинг бактериофага T7» . Биология молекулярных систем . 1 (1): 2005.0018. doi : 10.1038/msb4100025 . PMC 1681472 . PMID 16729053 .
^ Heineman, Richard H.; Булл, Джеймс Дж. (Июль 2007 г.). «Тестирование оптимальности с экспериментальной эволюцией: время лизиса в бактериофаге» . Эволюция 61 (7): 1695–1709. doi : 10.1111/j.1558-5646.2007.00132.x . PMC 1974807 . PMID 17598749 .
^ Чанг, Чунг-я; Кемп, Присцилла; Molineux, Ian J. (март 2010 г.). «GP15 и GP16 сотрудничают при транслокации ДНК бактериофага T7 в инфицированную клетку» . Вирусология . 398 (2): 176–186. doi : 10.1016/j.virol.2009.12.002 . PMC 2825023 . PMID 20036409 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Qimron, UDI; Табор, Стэнли; Ричардсон, Чарльз С. «Новые подробности о бактериофаге T7-HOST взаимодействия» . Архивировано из оригинала 17 августа 2011 года.
^ Кулчик, AW; Ричардсон, CC (2016). «Система репликации бактериофага T7». Ферменты . 39 : 89–136. doi : 10.1016/bs.enz.2016.02.001 . ISBN 978-0-12-804735-4 Полем PMID 27241928 .
^ Джеффри, Констанс Дж. (Январь 1999 г.). «Лунные белки». Тенденции в биохимических науках . 24 (1): 8–11. doi : 10.1016/s0968-0004 (98) 01335-8 . ISSN 0968-0004 . PMID 10087914 .
^ Lai, ying-ta; Маскер, Уоррен (апрель 2000 г.). «Ремонт двойных разрывов путем включения молекулы гомологичной ДНК». Молекулярная микробиология . 36 (2): 437–446. doi : 10.1046/j.1365-2958.2000.01861.x . PMID 10792729 .
^ Ю, Человек; Маскер, Уоррен (15 марта 2001 г.). «ДНК -связывающий ДНК -белок T7, но не T7 -геликаза, требуется для репарации двойной разрывы ДНК» . Журнал бактериологии . 183 (6): 1862–1869. doi : 10.1128/jb.183.6.1862-1869.2001 . PMC 95080 . PMID 11222583 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Бернштейн, Кэрол; Бернштейн, Харрис (июнь 1974 г.). «Стученные кольца ДНК, высвобождаемые из клеток, инфицированных бактериофагами T7 или T4, или из неинфицированной Escherichia coli » . Журнал вирусологии . 13 (6): 1346–1355. doi : 10.1128/jvi.13.6.1346-1355.1974 . PMC 355455 . PMID 4598784 .

Внешние ссылки

T7+Phage в Национальной библиотеке медицинской библиотеки США медицинские заголовки (сетка)
Вирус
Новые подробности о взаимодействиях T7-Host . Microbe Magazine
Справочный протеом T7 в Uniprot

[1] Падилья-Санчес, Виктор (2021-07-10), структурная модель бактериофага T7 в атомном разрешении , DOI : 10.5281/Zenodo.5133295 , извлеченные 2021-07-24

[Studier1969-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Студия, Ф. Уильям (1969-11-01). «Генетика и физиология бактериофага T7». Вирусология . 39 (3): 562–574. doi : 10.1016/0042-6822 (69) 90104-4 . ISSN 0042-6822 . PMID 4902069 .

[Teesalu2012-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Тисалу, Табет; Сугахара, Казуки Н.; Ruoslahti, Erkki (1 января 2012 г.). «Картирование сосудистых почтовых индексов с помощью фага -дисплея» . В Wittrup, К. Дейн; Вердин, Грегори Л. (ред.). Методы в фермере . Тол. 503. Академическая пресса. С. 35–56. doi : 10.1016/b978-0-12-396962-0.00002-1 . ISBN 978-0-12-396962-0 Полем PMID 22230564 .

[Demerec1945-4] Demerec, M; Фано, U (15 марта 1945 г.). «Устойчивые к бактериофагам мутанты в Escherichia coli » . Генетика . 30 (2): 119–136. doi : 10.1093/Genetics/30.2.119 . PMC 1209279 . PMID 17247150 .

[Häuser2012-5] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Дома, роман; Блаш, Соня; Докланд, Терье; Haggård-Ljungquist, Элизабет; фон Брунн, Альбрехт; Салас, Маргарита; Casjens, Шервуд; Molineux, Ian; Уэц, Питер (2012). «Бактериофажный белок - белковые взаимодействия» . Достижения в области исследования вируса . 83 : 219-298. Doi : 10.1016/b978-0-12-3944438-2.00006-2 . ISBN 978-0-12-394438-2 Полем PMC 3461333 . PMID 22748812 .

[6] Каммак, Ричард; Этвуд, Тереза; Кэмпбелл, Питер; Приход, Говард; Смит, Энтони; Велла, Фрэнк; Стерлинг, Джон, ред. (2006). Оксфордский словарь биохимии и молекулярной биологии . Издательство Оксфордского университета. doi : 10.1093/acref/9780198529170.001.0001 . ISBN 9780191727641 .

[d'Herelle1926-7] Д'Эрелл, Феликс (1926). Бактериофаг и его поведение . Балтимор, MD: Уильямс и Уилкинс. doi : 10.5962/bhl.title.7308 . LCCN 26009494 . OCLC 2394374 .

[Molineux2006-8] Molineux, Ian J. (2006). «Глава 20: Группа T7». В календаре Ричард Лейн (ред.). Бактериофаги (2 -е изд.). Оксфорд: издательство Оксфордского университета. п. 277. ISBN 9780195148503 .

[9] "Teseptimavirus ~ страница вируса" . viralzone.expasy.org . Получено 18 ноября 2019 года .

[10] Molineux, Ian J.; Панджа, Дебабрата (март 2013 г.). «Заскочил пробку: механизмы выброса генома фага». Nature Reviews Microbiology . 11 (3): 194–204. doi : 10.1038/nrmicro2988 . ISSN 1740-1534 . PMID 23385786 . S2CID 205498472 .

[11] «Геном бактериофага T7» . 9 сентября 2004 года . Получено 18 мая 2011 года .

[12] Данн, Джон Дж.; Студия Ф. Уильям; Готтесман, М. (июнь 1983 г.). «Полная нуклеотидная последовательность ДНК бактериофага T7 и местоположения генетических элементов T7». Журнал молекулярной биологии . 166 (4): 477–535. doi : 10.1016/s0022-2836 (83) 80282-4 . PMID 6864790 .

[13] «Uniprot: контрольный протеом бактериофага T7» .

[14] Райт, Брэдли В.; Моллой, Марк П.; Джашке, Пол Р. (5 октября 2021 г.). «Перекрывающиеся гены в натуральных и инженерных геномах» . Nature Reviews Genetics . 23 (3): 154–168. doi : 10.1038/s41576-021-00417-w . ISSN 1471-0064 . PMC 8490965 . PMID 34611352 .

[Chan2005-15] Jump up to: ^а ^{беременный} Чан, Леон Y; Косури, Шрирам; Энди, Дрю (январь 2005 г.). «Рефакторинг бактериофага T7» . Биология молекулярных систем . 1 (1): 2005.0018. doi : 10.1038/msb4100025 . PMC 1681472 . PMID 16729053 .

[Heinema2007-16] Heineman, Richard H.; Булл, Джеймс Дж. (Июль 2007 г.). «Тестирование оптимальности с экспериментальной эволюцией: время лизиса в бактериофаге» . Эволюция 61 (7): 1695–1709. doi : 10.1111/j.1558-5646.2007.00132.x . PMC 1974807 . PMID 17598749 .

[17] Чанг, Чунг-я; Кемп, Присцилла; Molineux, Ian J. (март 2010 г.). «GP15 и GP16 сотрудничают при транслокации ДНК бактериофага T7 в инфицированную клетку» . Вирусология . 398 (2): 176–186. doi : 10.1016/j.virol.2009.12.002 . PMC 2825023 . PMID 20036409 .

[microbemagazine.org-18] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Qimron, UDI; Табор, Стэнли; Ричардсон, Чарльз С. «Новые подробности о бактериофаге T7-HOST взаимодействия» . Архивировано из оригинала 17 августа 2011 года.

[Kulczyk2016-19] Кулчик, AW; Ричардсон, CC (2016). «Система репликации бактериофага T7». Ферменты . 39 : 89–136. doi : 10.1016/bs.enz.2016.02.001 . ISBN 978-0-12-804735-4 Полем PMID 27241928 .

[20] Джеффри, Констанс Дж. (Январь 1999 г.). «Лунные белки». Тенденции в биохимических науках . 24 (1): 8–11. doi : 10.1016/s0968-0004 (98) 01335-8 . ISSN 0968-0004 . PMID 10087914 .

[21] Lai, ying-ta; Маскер, Уоррен (апрель 2000 г.). «Ремонт двойных разрывов путем включения молекулы гомологичной ДНК». Молекулярная микробиология . 36 (2): 437–446. doi : 10.1046/j.1365-2958.2000.01861.x . PMID 10792729 .

[22] Ю, Человек; Маскер, Уоррен (15 марта 2001 г.). «ДНК -связывающий ДНК -белок T7, но не T7 -геликаза, требуется для репарации двойной разрывы ДНК» . Журнал бактериологии . 183 (6): 1862–1869. doi : 10.1128/jb.183.6.1862-1869.2001 . PMC 95080 . PMID 11222583 .

[Bernstein1974-23] Jump up to: ^а ^{беременный} Бернштейн, Кэрол; Бернштейн, Харрис (июнь 1974 г.). «Стученные кольца ДНК, высвобождаемые из клеток, инфицированных бактериофагами T7 или T4, или из неинфицированной Escherichia coli » . Журнал вирусологии . 13 (6): 1346–1355. doi : 10.1128/jvi.13.6.1346-1355.1974 . PMC 355455 . PMID 4598784 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

Идентификаторы таксонов
Enterobacteria phage T7	Викидата : Q7669119 EPPO : BPHAT7 Irmng : 11459728 NCBI : 10682
Эсшерихия вирус Т7	Викидата : Q24808060 Викиспециси : вирус Escherichia T7 Col : 3BH2D EPPO : BPHAT7