Мимивирус
| Мимивирус | |
|---|---|
 | |
| Мимивирус с двумя вирофагами спутника Спутника (стрелки) [1] | |
Классификация вирусов  | |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Область : | Вариднавирия |
| Королевство: | Бэмфордвире |
| Тип: | Нуклеоцитовирикота |
| Сорт: | Мегавирицеты |
| Заказ: | Имитервирусы |
| Семья: | Мимивирусиды |
| Род: | Мимивирус |
| Разновидность [ нужна ссылка ] | |
Мимивирусы — род гигантских вирусов семейства Mimiviridae . Амебы служат их естественными хозяевами. [2] [3] Этот род содержит единственный идентифицированный вид, названный Acanthamoeba Polyphaga Mimivirus (APMV). Он также относится к группе филогенетически родственных крупных вирусов. [4]
В разговорной речи APMV чаще называют просто «мимивирусом». Мимивирус, сокращение от «имитирующий микроб», назван так из-за его большого размера и очевидных окрашивания по Граму . свойств [5]
Мимивирус имеет большой и сложный геном по сравнению с большинством других вирусов. До 2013 года, когда был описан более крупный вирус Пандоравирус , он имел самый большой диаметр капсида среди всех известных вирусов. [6]
История
[ редактировать ]APMV был случайно обнаружен в 1992 году у амебы Acanthamoeba multiphaga , в честь которой он назван, во время исследования легионеллеза исследователями из Марселя и Лидса. [7] Вирус был обнаружен при окраске по Граму и ошибочно принят за грамположительную бактерию . В результате его назвали Bradfordcoccus , в честь Брэдфорда , Англия, где возникла амеба. В 2003 году исследователи из Средиземноморского университета в Марселе статью , Франция, опубликовали в журнале Science , в которой определили этот микроорганизм как вирус. Ему дали название «мимивирус» (что означает «имитирующий микроб»), поскольку при окрашивании по Граму он напоминает бактерию . [8]
Та же команда, которая обнаружила мимивирус, позже обнаружила вирус немного большего размера, получивший название мамавирус , и вирофаг «Спутник» , который его заражает. [9]
Классификация
[ редактировать ]Мимивирус был отнесен Международным комитетом по таксономии вирусов к семейству вирусов как член Mimiviridae . [10] и был отнесен к группе I балтиморской классификационной системы. [11]
Хотя это и не является строго методом классификации, мимивирус присоединяется к группе крупных вирусов, известных как большие нуклеоцитоплазматические ДНК-вирусы (NCLDV). Все они представляют собой крупные вирусы, имеющие общие молекулярные характеристики и большие геномы. Геном мимивируса также содержит 21 ген, кодирующий гомологи белков, которые, как считается, являются высококонсервативными у большинства NCLDV, и дальнейшие исследования показывают, что мимивирус является ранним дивергентом общей группы NCLDV. [8]
Структура
[ редактировать ]
Мимивирус является четвертым по величине вирусом после чилийского мегавируса , пандоравируса и питовируса . Мимивирус имеет диаметр капсида 400 нм . Белковые нити размером 100 нм выступают из поверхности капсида, в результате чего общая длина вируса достигает 600 нм. В научной литературе эти цифры кажутся весьма приблизительными: «размер» вириона случайно указывается где-то между 400 и 800 нм, в зависимости от того, действительно ли указывается общая длина или диаметр капсида. [ нужна ссылка ]
Его капсид под электронным микроскопом кажется шестиугольным , поэтому симметрия капсида икосаэдрическая. [12] По-видимому, он не имеет внешней вирусной оболочки, что позволяет предположить, что вирус не выходит из клетки-хозяина путем экзоцитоза . [13] Мимивирус имеет несколько общих морфологических характеристик со всеми членами группы вирусов NCLDV. Конденсированное центральное ядро вириона под электронным микроскопом выглядит как темная область. Большой геном вируса находится в этой области. Внутренний липидный слой, окружающий центральное ядро, присутствует у всех других вирусов NCLDV, поэтому эти особенности могут присутствовать и у мимивируса. [12]
Некоторые транскрипты мРНК можно получить из очищенных вирионов. Как и у других NCLDV, транскрипты ДНК-полимеразы , капсидного белка и TFII-подобного транскрипционного фактора были обнаружены . Однако также были обнаружены три различных транскрипта фермента аминоацил-тРНК-синтетазы и четыре неизвестные молекулы мРНК, специфичные для мимивируса. Эти предварительно упакованные транскрипты можно транслировать без экспрессии вирусных генов и, вероятно, они будут необходимы мимивирусу для репликации. Другие ДНК-вирусы , такие как цитомегаловирус человека и вирус простого герпеса типа 1 , также содержат предварительно упакованные транскрипты мРНК. [13]
| Род | Структура | Симметрия | Капсид | Геномное расположение | Геномная сегментация |
|---|---|---|---|---|---|
| Мимивирус | икосаэдрический | Т = 972–1141 или Т = 1200 ( ч = 19 ± 1 , k = 19 ± 1 ) | Линейный | Однодольный |
Геном
[ редактировать ]Геном мимивируса представляет собой линейную двухцепочечную молекулу ДНК 1 181 404 пары оснований . длиной [14] Это делает его одним из крупнейших известных вирусных геномов, опережая следующий по величине геном вируса roenbergensis Cafeteria примерно на 450 000 пар оснований. Кроме того, он крупнее, чем минимум 30 клеточных клад . [15]
Помимо большого размера генома, мимивирус обладает примерно 979 генами , кодирующими белки , что намного превышает минимум 4 гена, необходимые для существования вирусов ( например, вирусы MS2 и Qβ ). [16] Анализ его генома выявил наличие генов, не встречающихся ни в одном другом вирусе, в том числе аминоацил-тРНК-синтетазы , а также других генов, которые, как считалось ранее, кодировались только клеточными организмами. Как и другие крупные ДНК-вирусы, мимивирус содержит несколько генов метаболизма сахара, липидов и аминокислот, а также некоторые метаболические гены, не обнаруженные ни у одного другого вируса. [13] Примерно 90% генома было кодирующим, а остальные 10% представляли собой « мусорную ДНК ». [ нужна ссылка ]
Репликация
[ редактировать ]
A) – C) Затененная поверхность криоЭМ-реконструкции необработанного мимивируса.
D) Вершина, связанная с морской звездой, была удалена, чтобы показать внутренний нуклеокапсид.
E) Центральный срез реконструкции, если смотреть со стороны частицы
F) Центральный срез реконструкции, если смотреть по оси 5-го порядка от объекта в форме морской звезды.
Окраска основана на радиальном расстоянии от центра вируса.
Серый – от 0 до 1800 Å.
Красный от 1800 до 2100 Å
Радужная окраска от красного до синего в диапазоне от 2100 до 2500 Å.
Стадии репликации мимивируса недостаточно известны, но, как минимум, известно, что мимивирус прикрепляется к химическому рецептору на поверхности клетки амебы и попадает в клетку. Оказавшись внутри, начинается фаза затмения , во время которой вирус исчезает, и все внутри клетки кажется нормальным. Примерно через 4 часа на участках клетки можно увидеть небольшие скопления. Через 8 часов после заражения внутри клетки отчетливо видно множество вирионов мимивируса. клетки Цитоплазма продолжает наполняться вновь синтезированными вирионами, и примерно через 24 часа после первоначального заражения клетка, вероятно, разрывается, высвобождая новые вирионы мимивируса. [13]
Мало что известно [ нужна ссылка ] [ когда? ] о деталях этого цикла репликации, наиболее очевидно, о прикреплении к поверхности клетки и проникновении, высвобождении ядра вируса, репликации ДНК, транскрипции, трансляции, сборке и высвобождении дочерних вирионов. Однако приведенную выше общую картину ученые установили, используя электронные микрофотографии инфицированных клеток. [ нужна ссылка ] На этих микрофотографиях показана сборка капсида мимивируса в ядре, приобретение внутренней липидной мембраны посредством отпочкования от ядра и частицы, подобные тем, которые обнаружены во многих других вирусах, включая всех членов NCLDV. Эти частицы известны в других вирусах как вирусные фабрики и обеспечивают эффективную сборку вируса путем модификации больших участков клетки-хозяина. [ нужна ссылка ]
| Род | Подробности о хосте | Тканевой тропизм | Детали входа | Подробности выпуска | Сайт репликации | Монтажный участок | Передача инфекции |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мимивирус | Зоопланктон | Никто | Неизвестный | Неизвестный | Цитоплазма | Ядро | Пассивная диффузия |
Патогенность
[ редактировать ]Мимивирус может быть возбудителем некоторых форм пневмонии ; это основано главным образом на косвенных доказательствах в виде антител к вирусу, обнаруженных у больных пневмонией. [17] Однако классификация мимивируса как патогена в настоящее время неясна, поскольку было опубликовано всего несколько статей, потенциально связывающих мимивирус с реальными случаями пневмонии. Значительная часть случаев пневмонии имеет неизвестную причину. [18] хотя мимивирус был выделен у тунисской женщины, страдающей пневмонией. [19] Имеются данные о том, что мимивирус может инфицировать макрофаги . [20]
Последствия для определения «жизни»
[ редактировать ]Мимивирус обладает многими характеристиками, которые ставят его на границу между живым и неживым. Его размер равен нескольким видам бактерий, таким как Rickettsia conorii и Tropheryma whipplei , он обладает размером генома, сравнимым с размером генома некоторых бактерий, включая те, что указаны выше, и кодирует продукты, которые ранее не считались кодируемыми вирусами (включая разновидность коллагена). [21] ). Кроме того, у мимивируса имеются гены, кодирующие синтез нуклеотидов и аминокислот , которых нет даже у некоторых мелких облигатных внутриклеточных бактерий. Однако у них отсутствуют гены рибосомальных белков, что делает мимивирус зависимым от клетки-хозяина в плане трансляции белков и энергетического метаболизма. [ нужна ссылка ] [21]
Поскольку его линия очень древняя и могла возникнуть до клеточных организмов, [22] [23] Мимивирус усилил дискуссию о происхождении жизни . Некоторые гены, кодирующие характеристики, уникальные для мимивируса , в том числе те, которые кодируют капсид , сохранились во множестве вирусов, которые заражают организмы из всех доменов. Это использовалось, чтобы предположить, что мимивирус связан с типом ДНК-вируса, который появился до клеточных организмов и сыграл ключевую роль в развитии всей жизни на Земле. [22] Альтернативная гипотеза состоит в том, что существовало три различных типа ДНК-вирусов, которые участвовали в создании трех известных областей жизни — эукарий , архей и бактерий . [23] Было высказано предположение, что мимивирус и подобные ему виды являются остатками «четвертого домена» жизни и что другой гигантский вирус может представлять собой другие древние домены. [21]
Тем не менее, мимивирус не обладает следующими характеристиками, которые являются частью многих общепринятых определений жизни : [ нужна ссылка ]
- гомеостаз
- энергетический обмен
- реакция на раздражители
- аутопоэзис
- рост посредством клеточного деления (вместо репликации посредством самосборки отдельных компонентов)
См. также
[ редактировать ]
- Cafeteria roenbergensis Вирус - гигантский морской вирус.
- Марсельвирус — еще один гигантский вирус
- Мегавирус — еще один гигантский вирус
- Микоплазма гениталиум — одна из самых мелких бактерий.
- Nanoarchaeum equitans — самая маленькая известная независимая клетка.
- Нанобактерия
- Нанобе
- Неклеточная жизнь
- Пандоравирус
- Питовирус — самый крупный из известных вирусов.
- Парвовирус — наименьший из известных вирусов.
- Pelagibacter ubique — обладает одним из самых маленьких бактериальных геномов.
- Вирофаг — вирус, который требует коинфицирования клетки-хозяина гигантским вирусом.
- Giant Virus Finder — это программный инструмент, который идентифицирует гигантские вирусы в метагеномах окружающей среды .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дюпоншель, С. и Фишер, М.Г. (2019) «Вива лавидавирусы! Пять особенностей вирофагов, паразитирующих на гигантских ДНК-вирусах». PLoS-возбудители , 15 (3). дои : 10.1371/journal.ppat.1007592 .
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 . - ^ «Вирусная зона» . ЭксПАСи . Проверено 15 июня 2015 г.
- ^ ICTV. «Таксономия вирусов: выпуск 2014 г.» . Проверено 15 июня 2015 г.
- ^ Гедин, Э.; Клавери, Дж. (август 2005 г.). «Родственники мимивирусов в Саргассовом море» . Вирусологический журнал . 2 : 62. arXiv : q-bio/0504014 . Бибкод : 2005q.bio.....4014G . дои : 10.1186/1743-422X-2-62 . ПМЦ 1215527 . ПМИД 16105173 .
- ^ Весснер, Д.Р. (2010). «Открытие гигантского мимивируса» . Природное образование . 3 (9):61 . Проверено 7 января 2012 г.
- ^ «Самый большой в мире вирус обнаружен в море у берегов Чили» . Лондон: Телеграф Великобритании. 11 октября 2011 года. Архивировано из оригинала 11 октября 2011 года . Проверено 11 ноября 2011 г.
- ^ Ричард Бертлз; Ти Джей Роуботэм; С Этаж; Ти Джей Марри; Дидье Рауль (29 марта 1997 г.). «Хламидиеподобный облигатный паразит свободноживущих амеб». Ланцет . 349 (9056): 925–926. дои : 10.1016/S0140-6736(05)62701-8 . ПМИД 9093261 . S2CID 5382736 .
- ^ Перейти обратно: а б Бернар Ла Скола; Стефан Одик; Кэтрин Роберт; Лян Цзюньган; Ксавье де Ламбаллери; Мишель Дранкур; Ричард Бертлз; Жан-Мишель Клавери; Дидье Рауль. (2003). «Гигантский вирус в амебах». Наука . 299 (5615): 2033. doi : 10.1126/science.1081867 . ПМИД 12663918 . S2CID 39606235 .
- ^ Пирсон Х (2008). « Вирофаг предполагает, что вирусы живы». Природа . 454 (7205): 677. Бибкод : 2008Natur.454..677P . дои : 10.1038/454677a . ISSN 0028-0836 . ПМИД 18685665 .
- ^ Клавери Дж. М. (2010). Махи У.Дж. и Ван Регенмортель MHV (ред.). Настольная энциклопедия общей вирусологии (1-е изд.). Оксфорд: Академическая пресса. п. 189.
- ^ Леппард, Кейт; Найджел Диммок; Истон, Эндрю (2007). Введение в современную вирусологию (6-е изд.). Блэквелл Паблишинг Лимитед. стр. 469–470 . ISBN 9781405136457 .
- ^ Перейти обратно: а б Сяо С., Кузнецов Ю.Г., Сан С., Хафенштейн С.Л., Костюченко В.А., Чипман П.Р., Сюзан-Монти М., Рауль Д., Макферсон А., Россманн М.Г. (апрель 2009 г.). «Структурные исследования гигантского мимивируса» . ПЛОС Биология . 7 (4): е92. дои : 10.1371/journal.pbio.1000092 . ПМЦ 2671561 . ПМИД 19402750 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Сюзан-Монти М., Ла Скола Б., Рауль Д. (апрель 2006 г.). «Геномные и эволюционные аспекты мимивируса». Вирусные исследования . 117 (1): 145–55. doi : 10.1016/j.virusres.2005.07.011 . ПМИД 16181700 .
- ^ «Acanthamoeba Polyphaga Mimivirus, полный геном» . НКБИ.
- ^ Клавери, Жан-Мишель; и др. (2006). «Мимивирус и новая концепция «гигантского» вируса». Вирусные исследования . 117 (1): 133–144. arXiv : q-bio/0506007 . doi : 10.1016/j.virusres.2006.01.008 . ПМИД 16469402 . S2CID 8791457 .
- ^ Прескотт, Лансинг М. (1993). Микробиология (2-е изд.). Дубьюк, Айова: Wm. Издательство К. Браун. ISBN 0-697-01372-3 . [ нужна страница ]
- ^ Ла Скола Б., Марри Т., Офрей Дж., Рауль Д. (2005). «Мимивирус у больных пневмонией» . Экстренное заражение Dis . 11 (3): 449–52. дои : 10.3201/eid1103.040538 . ПМК 3298252 . ПМИД 15757563 . Архивировано из оригинала 24 апреля 2009 года . Проверено 10 сентября 2017 г.
- ^ Жениться Т.Дж., Дюрант Х., Йейтс Л. (1989). «Внебольничная пневмония, требующая госпитализации: 5-летнее проспективное исследование». Обзоры инфекционных болезней . 11 (4): 586–99. дои : 10.1093/clinids/11.4.586 . ПМИД 2772465 .
- ^ Саади Х., Панье И., Колсон П., Шериф Дж.К., Беджи М., Бугалми М., Азза С., Армстронг Н., Роберт С., Фурнус Дж., Ла Скола Б., Рауль Д. (август 2013 г.). «Первое выделение мимивируса у больного пневмонией» . Клинические инфекционные болезни . 57 (4): e127–34. дои : 10.1093/cid/cit354 . ПМИД 23709652 .
- ^ Гиго, Эрик; Картенбек, Юрген; Лиен, Фам; Пелкманс, Лукас; Капо, Кристиан; Меге, Жан-Луи; Рауль, Дидье (13 июня 2008 г.). «Амеобный возбудитель мимивирус заражает макрофаги посредством фагоцитоза» . ПЛОС Патогены . 4 (6): e1000087. дои : 10.1371/journal.ppat.1000087 . ПМЦ 2398789 . ПМИД 18551172 .
- ^ Перейти обратно: а б с Гарри Гамильтон (23 января 2016 г.). «Как гигантские вирусы могут переписать историю жизни на Земле» . Новый учёный .
- ^ Перейти обратно: а б Зиберт, Чарльз (15 марта 2006 г.). «Неразумный замысел» . Откройте для себя журнал .
- ^ Перейти обратно: а б Фортерре, Патрик (2006). «Три клетки РНК для рибосомальных линий и три ДНК-вируса для репликации своих геномов: гипотеза происхождения клеточного домена» . ПНАС . 103 (10): 3669–3674. Бибкод : 2006PNAS..103.3669F . дои : 10.1073/pnas.0510333103 . ПМК 1450140 . ПМИД 16505372 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Рауль, Д.; и др. (2004). «Последовательность генома мимивируса размером 1,2 мегабазы». Наука . 306 (5700): 1344–1350. Бибкод : 2004Sci...306.1344R . дои : 10.1126/science.1101485 . ПМИД 15486256 . S2CID 84298461 .
- Гедин, Элоди; Клавери, Дж. М. (2005). «Родственники мимивирусов в Саргассовом море» . Вирусологический журнал . 2 : 62. arXiv : q-bio/0504014 . Бибкод : 2005q.bio.....4014G . дои : 10.1186/1743-422X-2-62 . ПМЦ 1215527 . ПМИД 16105173 .
- Пеплоу, Марк, 2004 г., « Гигантский вирус можно назвать «живым организмом» , News@ Nature .
- «Мимивирус: открытие гигантского вируса» . Пресс-релиз . Париж: Национальный центр научных исследований. 28 марта 2003 г. Архивировано из оригинала 3 июня 2004 г.
- New Scientist , выпуск 2544, 25 марта 2006 г.
- Хайфилд, Роджер (15 октября 2004 г.). «Брэдфордский жук, который может оказаться новой формой жизни» . «Дейли телеграф» . Лондон. Архивировано из оригинала 13 марта 2007 года.
- «Ученые исследуют детали структуры самого крупного известного вируса» . Новости науки. 28 апреля 2009 г. Архивировано из оригинала 7 января 2012 г. Проверено 29 апреля 2009 г.
- Кейм, Брэндон (5 мая 2009 г.). «Вирусное недостающее звено, пойманное на пленке» . Проводной . Проводная наука.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Вирусная зона: Мимивирусиды.
- Галерея изображений Международного комитета по таксономии вирусов (ICTV) — изображения мимивируса.
- Ван Эттен, Джеймс Л. (2011). «Гигантские вирусы: недавнее открытие действительно очень больших вирусов меняет взгляды на природу вирусов и историю жизни» . Американский учёный . 99 (4): 304. дои : 10.1511/2011.91.304 . Архивировано из оригинала 10 июня 2016 года . Проверено 8 июля 2011 г.
- Веб-страница Мимивируса
- Radiolab.org Сжатие по поводу открытия мимивируса Четверг, 30 июля 2015 г. — 20:54 .