Тупанвирус
| Тупанвирус | |
|---|---|
| |
Классификация вирусов 
| |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Область : | Вариднавирия |
| Королевство: | Бэмфордвире |
| Тип: | Нуклеоцитовирикота |
| Сорт: | Мегавирицеты |
| Заказ: | Имитервирусы |
| Семья: | Мимивирусиды (?) |
| Род: | Тупанвирус |
| Разновидность | |
Тупанвирусы — род вирусов , впервые описанный в 2018 году. [ 1 ] Род состоит из двух видов вирусов, относящихся к группе гигантских вирусов . [ 2 ] [ 3 ] Исследователи обнаружили первый изолят в 2012 году в образцах глубоководных отложений, взятых на глубине 3000 м у побережья Бразилии . [ 1 ] Второй изолят был собран в содовом озере в Южной Неколандии, Бразилия, в 2014 году. [ 1 ] Они названы в честь Тупа (Тупан), бога грома гуарани, и мест, где они были найдены. Сообщается, что это первые вирусы, обладающие генами аминоацил-тРНК-синтетаз для всех 20 стандартных аминокислот . [ 1 ] [ 4 ] [ 5 ]
Классификация
[ редактировать ]Род Tupanvirus был впервые описан в 2018 году с открытием двух изолятов тупанвирусов, обнаруженных в образцах содового озера и глубоких океанических отложений, собранных в Бразилии. [ 1 ] Род в настоящее время не установлен, но предполагается, что он принадлежит к семейству Mimiviridae , наряду с другими вирусами, инфицирующими амебы. Члены семейства Mimiviridae включают Acanthamoeba Polyphaga Mimivirus (APMV), известный своим большим размером ~ 500 нм в диаметре. [ 6 ] Напротив, типичный диапазон размеров вируса составляет примерно 20-200 нм. [ 7 ] Мимивирусы также обладают фибриллярными структурами на капсиде, а также генами, кодирующими белки для синтеза нуклеотидов и различного метаболизма, которые не встречаются у других вирусов. [ 8 ]
В отличие от других мимивирусов Mimiviridae , Tupanvirus имеет цилиндрический хвост длиной около 550 нм, покрытый фибриллами, который прикреплен к основанию капсида . [ 6 ] Эта морфологическая особенность делает Тупанвирус самым крупным описанным вирусом (приблизительно ~ 1,2 мкм в длину вместе с хвостом) с самым длинным хвостом, когда-либо наблюдавшимся у вируса. [ 1 ] [ 6 ] Тупанвирусы также способны инфицировать более широкий круг амеб, чем другие мимивирусы, и оказывать цитотоксический эффект на организмы-хозяева и нехозяина, чего не наблюдается при APMV. Кроме того, результаты филогеномики показали, что род Tupanvirus отличается от других вирусов семейства Mimiviridae . [ 6 ]
Морфология
[ редактировать ]Морфология Тупанвируса аналогична морфологии других мимивирусов, инфицирующих амебы. [ 6 ] Это связано с сходством капсида Тупанвируса и других мимивирусов, инфицирующих амебы. [ 1 ] Капсид Тупанвируса имеет длину около 450 нм. [ 6 ] Одним из основных отличий является то, что вирион Тупанвируса представляет собой большой цилиндрический хвост (диаметр ~ 550 нм × 450 нм), прикрепленный к основанию капсида. [ 1 ] И капсид, и цилиндрический хвост покрыты фибриллами. [ 6 ] Тупанвирус может достигать длины до 1,2 мкм, а некоторые частицы могут достигать 2,3 мкм из-за «высокой степени пластичности размера хвоста». [ 1 ] [ 6 ] Также следует отметить липидную мембрану внутри капсида. Кроме того, их капсид описывается как имеющий «структуру звездных врат». [ 6 ] Эта звездообразная вершина присутствует и у других мимивурисов и действует как уплотнение вершины капсида. [ 9 ] Также было заявлено, что хвост Тупанвируса менее электронноплотен, чем капсид. [ 6 ]
Геном
[ редактировать ]
Геном содержит примерно 1,5 миллиона пар оснований двухцепочечной ДНК , кодирующей 1276–1425 предсказанных белков, что делает его четвертым по величине среди вирусных геномов. [ 4 ] Хотя 30% генов являются новыми и не обнаружены в других вирусах, геномный анализ показывает, что большинство известных генов могут быть связаны с мимивирусами, инфицирующими амебы, а остальные соответствуют эукариотам и бактериям. Общие гены тупанвируса с разными линиями мимивирусов, инфицирующих амебы, указывают на то, что он выделен в отдельный род внутри семейства Mimiviridae. [ 1 ] Например, его геном, богатый A/T, напоминает геном других амебных мимивирусов и предполагает предпочтение кодонов, образованных последовательностями, богатыми A/T. Кроме того, частое появление мотива промотора «AAAATTGA» также аналогично частоте встречаемости у других мимивирусов. [ 1 ] [ 10 ]
Как гигантский вирус, тупанвирус представляет собой самый большой трансляционный аппарат в известной виросфере, несущий 20 аминоацил-тРНК-синтетазы (aaRS) и 70 транспортных РНК (тРНК), тогда как остальные участвуют в созревании и сплайсинге РНК, а также модификации рибосомальных белков. [ 1 ] Кроме того, тупанвирусы содержат ряд ДНК-независимых РНК-синтезирующих полимераз и ферментов, а также транскрипционные факторы, которые участвуют в вирусной транскрипции. [ 10 ] Более того, многие гены, кодирующие процессы, обнаруженные в клеточных организмах, также обнаружены в геноме Тупанвируса, который содержит более богатый набор генов, чем некоторые бактерии и археи и даже некоторые эукариоты. [ 1 ] В результате анализ тупанвирусов представляет собой новый шаг к пониманию эволюции гигантских вирусов, поскольку такие разнообразные и полные наборы генов не только превосходят геномы других вирусов, но и конкурируют с геномами бактерий и даже эукариот. Фактически, тупанвирус — единственный известный вирус, содержащий все 20 аРС, превосходя другие гигантские вирусы, такие как Клошнеувирус ; тем не менее, нет единого мнения о том, получены ли эти гены от хозяина или переданы от предкового мимивируса. [ 6 ] Одним из таких необычных примеров являются две копии интронной области 18S рРНК, которые активно экспрессируются во время репликации вируса. Хотя эти интронные области существуют и у других мимивирусов, 18S рРНК тупанвируса филогенетически отличаются, и их функция до сих пор неизвестна. [ 1 ]
Хозяин
[ редактировать ]
Тупанвирусы обладают способностью инфицировать более широкий круг хозяев, чем другие гигантские вирусы, включая многих амеб рода Acanthameoba (а также представителей видов Vermamoeba vermiformis, Dictyostelium discoideum и Willartia magna), [ 6 ] а также может заразить других протистов . Документально подтвержденных угроз для человека нет. [ 4 ] подход к тупанвирусу Универсальный можно объяснить низким видовым богатством и обилием среды обитания вируса. [ 12 ]
Амебы, инфицированные тупанвирусом, также демонстрируют новое взаимодействие вирус-хозяин, ранее не наблюдавшееся среди других амеб. Было обнаружено, что инфицированные клетки агрегируют с неинфицированными клетками, и этот механизм, как предполагается, опосредован экспрессией гена маннозосвязывающего белка (MBP). Было показано, что кластеры пораженных клеток увеличивают распространение вируса внутри хозяина, тем самым увеличивая вирулентность вируса. [ 11 ] Общий подход в сочетании с поведением агрегирования уменьшает эффект разбавления и увеличивает частоту встреч с хозяевами.
Жизненный цикл и взаимодействие с хозяином
[ редактировать ]Вложение
[ редактировать ]Вирусные частицы прикрепляются непосредственно к поверхности клетки-хозяина. Процесс прикрепления происходит очень быстро. Вирионы могут быть визуально прикреплены через 0 часов после заражения. Конкретный механизм пока неизвестен. [ 11 ]
Вход
[ редактировать ]Вирионы проникают посредством фагоцитоза . присутствует только одна частица Обычно в каждой фагосоме , хотя несколько частиц могут одновременно проникать во внутриклеточный матрикс в разных фагосомах. [ 13 ] Этот Тупанвирус использует слияние мембран , чтобы высвободить свой геном. Вирусный капсид содержит липидную мембрану, которая облегчает слияние с мембраной фагосомы для высвобождения вирусного генома. Вирус также высвобождает содержимое, хранящееся в хвосте, после того, как инвагинация фагосомы между двумя компонентами хвоста приводит к слиянию. [ 1 ]
Репликация
[ редактировать ]амебы Вирусный геном высвобождается из фагосомы в цитоплазму . [ 1 ] Этот вирус способствует агрегации хозяев-амеб, чтобы быстро размножаться и иметь запас хозяев для частиц потомства. Формирование кластеров происходит быстро после заражения и будет продолжаться до тех пор, пока живы клетки-хозяева. Грозди могут образовываться заново после механического разделения, пока живы клетки-хозяева. [ 11 ] Фабрики репликации формируются уже на 8-12 hpi. [ 11 ] [ 13 ]
Сборка
[ редактировать ]Первоначально, когда фабрики репликации еще незрелы, новые вирионы собираются как можно скорее. Поэтому внутри одного завода может присутствовать множество частиц на разных стадиях сборки. Как только фабрика созреет, сборка капсида завершается и геном инкорпорируется. Хвосты прикрепляются к капсиду после включения в геном. [ 13 ] Сборка частиц происходит в произвольном порядке, в результате чего на момент выпуска частицы находятся на разных стадиях сборки.
Выпускать
[ редактировать ]Вирусные частицы высвобождаются, чему способствует лизис клеток . При заражении амеб вида Vermamoeba vermiformis многие собранные частицы на момент высвобождения нефункциональны. Около половины выброшенных частиц не заразны; это явление также присутствует при заражении хозяина амебой Acanthamoeba castellanii . Хотя необходимы дополнительные исследования, предполагается, что производство неинфекционных частиц может быть нормальной частью цикла репликации. [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д Абраао Дж., Силва Л., Силва Л.С., Халил Дж.Ю., Родригес Р., Арантес Т. и др. (февраль 2018 г.). «Хвостатый гигантский Тупанвирус обладает наиболее полным трансляционным аппаратом из известных виросфере» . Природные коммуникации . 9 (1): 749. Бибкод : 2018NatCo...9..749A . дои : 10.1038/s41467-018-03168-1 . ПМЦ 5829246 . ПМИД 29487281 .
- ^ « Тупанвирус альтмариненсе » . ictv.global (подробности о таксонах). Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 27 июля 2024 г.
- ^ « Тупанвирус салинум » . ictv.global (подробности о таксонах). Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Проверено 27 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с Гаристо, Дэн (27 февраля 2018 г.). «У этих гигантских вирусов больше возможностей для производства белка, чем у любого известного вируса» . сайт sciencenews.org . Новости науки . Проверено 7 апреля 2021 г.
- ^ Шульц, Фредерик; Ютин, Наталья; Иванова Наталья Н.; Ортега, Дави Р.; Ли, Тэ Квон; Фиерхейлиг, Юлия; Даймс, Хольгер; Хорн, Матиас; Вагнер, Майкл; Дженсен, Грант Дж.; Кирпидес, Никос К.; Кунин Евгений Владимирович; Войке, Таня (07 апреля 2017 г.). «Гигантские вирусы с расширенным набором компонентов системы трансляции» . Наука . 356 (6333). Электронная стипендия, Калифорнийский университет: 82–85. Бибкод : 2017Sci...356...82S . дои : 10.1126/science.aal4657 . OCLC 9579903013 . ПМИД 28386012 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Родригес Р.А., Мугари С., Колсон П., Ла Скола Б., Абраан Ж.С. (январь 2019 г.). « Тупанвирус », новый род семейства Mimiviridae . Архив вирусологии . 164 (1): 325–331. дои : 10.1007/s00705-018-4067-4 . ПМИД 30291500 .
- ^ Фурман Дж. А. (июнь 1999 г.). «Морские вирусы и их биогеохимические и экологические эффекты». Природа . 399 (6736): 541–8. Бибкод : 1999Natur.399..541F . дои : 10.1038/21119 . ПМИД 10376593 .
- ^ Колсон П., Ла Скола Б., Левассер А., Каэтано-Аноллес Г., Рауль Д. (апрель 2017 г.). «Мимивирус: путь к открытию гигантских вирусов амеб» . Обзоры природы. Микробиология . 15 (4): 243–254. дои : 10.1038/nrmicro.2016.197 . ПМК 7096837 . ПМИД 28239153 .
- ^ Пирес де Соуза Г.А., Роллан К., Нафе Б., Ла Скола Б., Колсон П. (апрель 2021 г.). «Гигантские последовательности, связанные с вирусом, в метагеноме мумии Эци 5300-летней давности». Гены вирусов . 57 (2): 222–227. дои : 10.1007/s11262-021-01823-2 . ISSN 0920-8569 . ПМИД 33566217 .
- ^ Jump up to: а б Родригес Р.А., Арантес Т.С., Оливейра Г.П., Дос Сантос Силва Л.К., Абрааан Ж.С. (январь 2019 г.). «Глава четвертая: Сложная природа тупанвирусов». В Kielian M, Mettenleiter TC, Roossinck MJ (ред.). Достижения в области исследования вирусов . Том. 103. Академическая пресса. стр. 135–166. дои : 10.1016/bs.aivir.2018.09.001 . ISBN 9780128177228 . ПМИД 30635075 .
- ^ Jump up to: а б с д и Оливейра Г., Силва Л., Леан Т., Мугари С., да Фонсека Ф.Г., Крун Э.Г. и др. (январь 2019 г.). « Амебы, инфицированные тупанвирусом, агрегируются с неинфицированными клетками, что способствует распространению вируса» . Научные отчеты . 9 (1): 183. Бибкод : 2019НатСР...9..183О . дои : 10.1038/s41598-018-36552-4 . ПМК 6336878 . ПМИД 30655573 .
- ^ Сергеев В.Н., Герасименко Л.М., Заварзин Г.А. (01.11.2002). «[Протерозойская история и современное состояние цианобактерий]». Микробиология . 71 (6): 725–40. дои : 10.1023/A:1021415503436 . ПМИД 12526193 .
- ^ Jump up to: а б с д Сильва Л.К., Родригес Р.А., Оливейра Г.П., Дорнас Ф.П., Ла Скола Б., Крун Э.Г., Абраао Ж.С. (2019). «Микроскопический анализ цикла тупанвируса у Vermamoeba vermiformis » . Границы микробиологии . 10 : 671. дои : 10.3389/fmicb.2019.00671 . ПМК 6456662 . ПМИД 31001237 .