Гигантский вирус - Giant virus

Не путать с Gyrus.

Гигантский вирус
Электронно-микроскопическое изображение мимивируса - journal.ppat.1000087.g007 crop.png
Мимивирус
Классификация вирусов
Группа:
Группа I (дцДНК )
Тип:
Nucleocytoviricota

А гигантский вирус, также известный как гирус, это очень большой вирус, некоторые из которых крупнее обычных бактерий.[1][2] У них очень большие геномы по сравнению с другими вирусами и содержат множество уникальных генов, не встречающихся в формах жизни. Все известные гигантские вирусы принадлежат к типу Nucleocytoviricota.[3]

Описание

Хотя точные критерии, определенные в научной литературе, различаются, гигантские вирусы обычно описываются как вирусы, имеющие большие псевдо-икосаэдрические капсиды (От 200 до 400 нанометров), которые могут быть окружены толстым (приблизительно 100 нм) слоем нитевидных белковых волокон. Большие, двухцепочечные ДНК-геномы вирусов (от 300 до 1000 пар нуклеотидов или больше) кодируют большой контингент генов (порядка 1000 генов).[3][4] Хотя несколько гигантских вирусов были подробно описаны, наиболее яркими примерами являются филогенетически связанные вирусы. мимивирус и мегавирус - оба принадлежат Mimiviridae (он же Megaviridae), поскольку у них самый большой диаметр капсида среди всех известных вирусов.[3][4]

Крио-ЭМ изображения гигантских вирусов CroV и APMV. (A) Крио-электронная микрофотография четырех частиц CroV. (B) Одиночная частица CroV с вогнутым углублением в ядре (белая стрелка). (C) Одиночная частица APMV. Масштабные полосы в (A – C) представляют 2 000 Å.

Гигантские вирусы размножаются внутри больших сфероидальных вирусные фабрики расположен в цитоплазма инфицированной клетки-хозяина. Это похоже на механизм репликации, используемый Поксвириды, независимо от того, используется ли этот механизм всеми гигантскими вирусами или только мимивирусом и родственными ему мамавирус еще предстоит определить.[4] Эти фабрики репликации вирионов могут сами быть заражены вирофаг спутниковые вирусы, которые подавляют или нарушают размножение комплементарного вируса.

Гигантские вирусы из глубин океана, наземных источников и пациентов-людей содержат гены, кодирующие ферменты цитохрома P450 (CYP; P450). Происхождение этих генов P450 в гигантских вирусах остается неизвестным, но, возможно, они были получены от древнего хозяина.[5]

Генетика и эволюция

Геномы гигантских вирусов являются крупнейшими из известных вирусов и содержат гены, кодирующие важные элементы перевод машины, характеристика, которая ранее считалась признаком клеточных организмов. Эти гены включают несколько генов, кодирующих ряд аминоацил тРНК синтетазы, ферменты, которые катализируют этерификация определенных аминокислот или их предшественников соответствующих родственных тРНК сформировать аминоацил тРНК который затем используется во время перевода.[4] Наличие четырех генов, кодирующих аминоацил тРНК синтетазу у мимивируса и мамавирус геномы, оба вида в пределах Mimiviridae семейства, а также открытие семи генов аминоацил тРНК синтетазы, включая четыре гена, присутствующие в Mimiviridae, в геноме мегавируса представляют собой доказательства возможного сценария, в котором эти большие ДНК-вирусы произошли из общего предкового клеточного генома посредством сокращение генома.[4]

Их открытие и последующая характеристика вызвали некоторые дискуссии об эволюционном происхождении гигантских вирусов. Две основные гипотезы их происхождения заключаются в том, что либо они произошли от небольших вирусов, взяв ДНК из организмов-хозяев, либо эволюционировали из очень сложных организмов в нынешнюю форму, которая не является самодостаточной для воспроизводства.[6] От того, от какого сложного организма могли исходить гигантские вирусы, также ведутся споры. Одно из предположений состоит в том, что исходная точка фактически представляет четвертый домен жизни,[4] но это было в значительной степени сброшено со счетов.[7][8]

Сравнение крупнейших известных гигантских вирусов

Таблица 1 - Крупнейшие гигантские вирусы с полностью секвенированными геномами по состоянию на март 2015 г.
Название гигантского вирусаДлина геномаГеныДиаметр капсида (нм)Покрытие для волосГенбанк №
Вирус Bodo saltans[9]1,385,8691227 белков (предсказано)~300да (~ 40 нм)MF782455
Megavirus chilensis[10]1,259,1971120 белков (предсказано)440да (75 нм)JN258408
Мамавирус[11]1,191,6931023 белка (предсказано)500да (120 нм)JF801956
Мимивирус[12][13]1,181,549979 белков 39 некодирующих500да (120 нм)NC_014649
Тупанвирус[14]1,500,0001276-1425 белков≥450+550[15]KY523104
MF405918[16]

Весь список находится в Giant Virus Toplist, созданном Гигантский поиск вирусов программного обеспечения.[17]

Таблица 2 - Специфические общие черты гигантских вирусов
Название гигантского вирусаАминоацил-тРНК синтетазаОктокоральный 1MutS2Звездные врата[18]Известный вирофаг[19]Цитоплазматическая фабрика вирионовХозяин
Megavirus chilensis7 (Tyr, Arg, Met, Cys, Trp, Asn, Ile)даданетдаАкантамеба (Unikonta, Amoebozoa)
Мамавирус4 (Тир, Арг, Мет, Цис)дадададаАкантамеба (Unikonta, Amoebozoa)
Мимивирус4 (Тир, Арг, Мет, Цис)дадададаАкантамеба (Unikonta, Amoebozoa)

1Мутатор S (MutS) и его гомологи представляют собой семейство белков репарации ошибочного спаривания ДНК, участвующих в системе репарации ошибочного спаривания, которая корректирует точечные мутации или небольшие петли вставки / делеции, образующиеся во время репликации ДНК, повышая точность репликации.2Звездные врата - это пятиконечная звездчатая структура, присутствующая на вирусном капсиде, образующая портал, через который внутреннее ядро ​​частицы доставляется в цитоплазму хозяина.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Рейнольдс К.А. (2010). «Загадочный микроб в воде бросает вызов самому определению вируса» (PDF). Водоподготовка и очистка. Архивировано из оригинал (PDF) 2014-03-19.
  2. ^ Огата Х, Тойода К., Томару Й, Накаяма Н., Шираи Й, Клавери Дж. М., Нагасаки К. (октябрь 2009 г.). «Замечательное сходство последовательностей между морским вирусом, заражающим динофлагеллятами, и наземным патогеном вируса африканской чумы свиней». Журнал вирусологии. 6 (178): 178. Дои:10.1186 / 1743-422X-6-178. ЧВК  2777158. PMID  19860921.
  3. ^ а б c Ван Эттен Дж. Л. (июль – август 2011 г.). «Гигантские вирусы». Американский ученый. 99 (4): 304–311. Дои:10.1511/2011.91.304. Архивировано из оригинал 11 июня 2011 г.
  4. ^ а б c d е ж Лежандр М., Арслан Д., Абергель С., Клавери Дж. М. (январь 2012 г.). «Геномика мегавируса и неуловимая четвертая область жизни». Коммуникативная и интегративная биология. 5 (1): 102–6. Дои:10.4161 / cib.18624. ЧВК  3291303. PMID  22482024.
  5. ^ Lamb DC, Follmer AH, Goldstone JV, Nelson DR, Warrilow AG, Price CL и др. (Июнь 2019). «О встречаемости цитохрома Р450 в вирусах». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 116 (25): 12343–12352. Дои:10.1073 / пнас.1901080116. ЧВК  6589655. PMID  31167942.
  6. ^ Bichell RE. «В гигантских вирусных генах намекает на их загадочное происхождение». Все учтено.
  7. ^ Шульц Ф., Ютин Н., Иванова Н. Н., Ортега Д. Р., Ли Т. К., Вирхейлиг Дж., Даймс Х., Хорн М., Вагнер М., Дженсен Г. Дж., Кирпидес Н. С., Кунин Е. В., Войке Т. (апрель 2017 г.). «Гигантские вирусы с расширенным набором компонентов системы перевода» (PDF). Наука. 356 (6333): 82–85. Bibcode:2017Научный ... 356 ... 82S. Дои:10.1126 / science.aal4657. PMID  28386012.
  8. ^ Бэкстрём Д., Ютин Н., Йоргенсен С.Л., Дхарамши Дж., Хома Ф., Заремба-Недведска К., Спанг А., Вольф Ю.И., Кунин Е.В., Эттема Т.Дж. (март 2019 г.). «Геномы вирусов из глубоководных отложений расширяют океанический мегавиром и поддерживают независимое происхождение вирусного гигантизма». мБио. 10 (2): e02497-02418. Дои:10,1128 / мБио.02497-18. ЧВК  6401483. PMID  30837339.
  9. ^ Диг К.М., Чоу СТ, Саттл, Калифорния (март 2018 г.). «Кинетопластид-инфицирующий вирус Bodo saltans (BsV), окно в самые распространенные гигантские вирусы в море». eLife. 7: e33014. Дои:10.7554 / eLife.33014. ЧВК  5871332. PMID  29582753.
  10. ^ Арслан Д., Лежандр М., Зельцер В., Абергель С., Клавери Дж. М. (октябрь 2011 г.). «Дальний родственник мимивируса с более крупным геномом подчеркивает фундаментальные особенности Megaviridae». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (42): 17486–91. Bibcode:2011PNAS..10817486A. Дои:10.1073 / pnas.1110889108. ЧВК  3198346. PMID  21987820.
  11. ^ Колсон П., Ютин Н., Шабалина С.А., Роберт С., Фурноус Г., Ла Скола Б., Рауль Д., Кунин Е.В. (2011). «Вирусы с более чем 1000 генов: мамавирус, новый штамм мимивируса Acanthamoeba polyphaga, и реаннотации генов мимивируса». Геномная биология и эволюция. 3: 737–42. Дои:10.1093 / gbe / evr048. ЧВК  3163472. PMID  21705471.
  12. ^ Рауль Д., Аудик S, Роберт С., Абергель С., Ренесто П., Огата Н., Ла Скола Б., Сьюзан М., Клавери Дж. М. (ноябрь 2004 г.). «1,2-мегабазная последовательность генома мимивируса». Наука. 306 (5700): 1344–50. Bibcode:2004Научный ... 306.1344R. Дои:10.1126 / science.1101485. PMID  15486256.
  13. ^ Лежандр М., Сантини С., Рико А., Абергель С., Клавери Дж. М. (март 2011 г.). «Преодоление барьера из 1000 генов для мимивируса с использованием сверхглубокого секвенирования генома и транскриптома». Журнал вирусологии. 8 (1): 99. Дои:10.1186 / 1743-422X-8-99. ЧВК  3058096. PMID  21375749.
  14. ^ Abrahão J, Silva L, Silva LS, Khalil JY, Rodrigues R, Arantes T, Assis F, Boratto P, Andrade M, Kroon EG, Ribeiro B, Bergier I, Seligmann H, Ghigo E, Colson P, Levasseur A, Kroemer G , Рауль Д., Ла Скола Б. (февраль 2018 г.). «Хвостатый гигант Тупанвирус обладает наиболее полным трансляционным аппаратом из известной виросферы». Nature Communications. 9 (1): 749. Bibcode:2018НатКо ... 9..749A. Дои:10.1038 / s41467-018-03168-1. ЧВК  5829246. PMID  29487281.
  15. ^ голова и хвост соответственно
  16. ^ содовое озеро и глубоководные виды тупанвирусов соответственно
  17. ^ "Гигантский вирусный топлист". PIT Bioinformatics Group, Департамент компьютерных наук. Университет Этвёша. 2015-03-26.
  18. ^ Зауберман Н., Муцафи Ю., Халеви Д. Б., Шимони Е., Кляйн Е., Сяо С., Сунь С., Мински А. (май 2008 г.). Сагден Б. (ред.). «Отчетливые выходы ДНК и порталы упаковки вируса Acanthamoeba polyphaga mimivirus». PLoS Биология. 6 (5): e114. Дои:10.1371 / journal.pbio.0060114. ЧВК  2430901. PMID  18479185.
  19. ^ Фишер М.Г., Саттл, Калифорния (апрель 2011 г.). «Вирофаг в происхождении больших транспозонов ДНК». Наука. 332 (6026): 231–4. Bibcode:2011Наука ... 332..231F. Дои:10.1126 / science.1199412. PMID  21385722.

внешняя ссылка