Szputnyik (virofág)

Műhold
tudományos osztályozás
Csoport:Vírusok [1]Birodalom:VaridnaviriaKirályság:BamfordviraeTípusú:PreplasmiviricotaOsztály:MaveriviricetesRendelés:PriklausoviralesCsalád:VirofágokNemzetség:SputnikvírusKilátás:Műhold
Nemzetközi tudományos név
Mimivírus-függő vírus Sputnik
Szinonimák
az NCBI [2] szerint :
  • Acanthamoeba vírus CD-2008
  • Szputnyik virofág
A Baltimore Csoport
I: dsDNS vírusok

Sputnik [3] ( eng.  Mimivirus-dependent virus Sputnik , korábban Sputnik virophage ) egy virofág (szubvirális ágens), amely csak egy gazdavírus jelenlétében képes megfertőzni a sejteket ( amőbákat ) , amely lehet mamivírus vagy egy másik mimivírus . A műhold a gazdavírustól is függ bizonyos enzimek hiánya miatt , amelyek kulcsfontosságúak az életciklusában .

A Virophage Sputnikot 2008-ban fedezték fel Mimivírussal fertőzött Acanthamoeba polyphaga sejtekben. Kiderült, hogy egy új fertőző ágens csak mimivírus jelenlétében képes szaporodni a sejtekben [4] .

Szerkezet

2009-ben a krioelektronmikroszkópos módszerekkel kidolgozták a Szputnyik virofág háromdimenziós szerkezetének első rekonstrukcióját. Részecskéi ikozaéderes kapszidot tartalmaznak , amelynek átmérője körülbelül 740 angström (Å). A Szputnyik részecske legnagyobb számú fehérje a fő  kapszid fehérje (MCP ), amely hatszögletű rácsot képez a részecske felületén. A kapszomerek úgy jönnek létre, hogy az MCP- trimereket pszeudohexamer és pentamer szerkezeti egységekre egyesítik, amelyek a virion külső kapszid héját alkotják . A kapszid vastagsága 75 Å, csakúgy, mint a szomszédos kapszomerek közötti távolság (szintén 75 Å). Úgy tűnik, a részecske felületét 55 Å méretű kiemelkedések borítják, amelyek háromszög alakú fejet tartalmaznak; kiemelkedések helyezkednek el az egyes pszeudohexamerikus egységek közepén. Bár ezeknek a kiemelkedéseknek a funkciója nem ismert, felvetették, hogy részt vesznek a Szputnyik felismerésében és óriásvírusokhoz való kapcsolódásában, ami lehetővé teszi a virofág bejutását a gazdasejtbe [5] .

A pentarmer egységeknek, amelyek a kapszid tetején helyezkednek el, nincsenek kiemelkedések, hanem üregek vannak a közepén. Lehetséges, hogy ezek az üregek részt vesznek a DNS be- vagy kilépésében [5] .

A Sputnik virionban a kapszid alatt egy lipid kettős réteg található , és a lipidek a részecske tömegének 12-24%-át teszik ki, és a virion fő lipidkomponense a foszfatidil-szerin . A lipidmembrán körülveszi a Szputnyik DNS -t , növelve annak sűrűségét, ezért a Szputnyik részecske DNS-sűrűsége összemérhető a sokkal nagyobb genomjú vírusokéval [5] .

Életciklus

A szputnyik virofág gazdája általában a mamavírus , amely amőbákat fertőz. A Sputnik azonban sikeresen megfertőzheti az Acanthamoeba castellani amőbát a Mimivírussal is . A Sputnik fejlesztési ciklusai a mamivírus- és mimivírus-gazdaszervezetekkel hasonlóak, de a mimivírus kevésbé preferált gazdaszervezet. A műhold a gazdavírussal szemben specifitást mutat, vagyis csak mamivírus, mimivírus és hasonló vírusok lehetnek gazdái, míg más, amőbákat is fertőző óriásvírusok nem [6] .

A Szputnyik gyakran a mamavírus felszíni fibrilláihoz kapcsolódik, és azt a hipotézist javasolták, hogy a Szputnyik ugyanabba az amőba endocitikus vakuólumába lép be a mamavírussal. Kísérleti bizonyítékok arra utalnak, hogy ugyanez a mechanizmus (az ízületi endocitózis) akkor is működik, ha egy amőba fertőzött Mimivírussal és Sputnik-kal [6] .

Még nem írták le azt a mechanizmust, amely biztosítja a Szputnyik genom bejutását az amőba citoplazmába , de valószínűleg a Mimivirus genom citoplazmába való bejuttatásától függ. Amikor egy mimivírus egy endoszómában tartózkodik, genomját az endoszóma membrán és a vírus belső membránjának fúziójával létrejövő alagúton keresztül a citoplazmába engedi . Az elektronmikroszkópos vizsgálat szerint a Mimivírus genomot a citoplazmába való belépés után egy membrán veszi körül, amely feltehetően a vírus belső membránjából képződik. Ezt a részecskét vírusmagnak vagy vírusgyárnak nevezik [6] .

A Szputnyik leányvirionjai elkezdenek elválni a Mimivirus vírusgyár egyik pólusától, mielőtt a Mimivirus virionok szétválása megkezdődik. A Sputnik virion összeállítás egypolaritása azzal magyarázható, hogy a vírusgyárban különböző virioncsomagoló zónák vannak. A sejt elhagyása előtt a Szputnyik virionok szabad állapotban lehetnek a citoplazmában, vagy vakuólumokban halmozódhatnak fel [6] .

A Sputnik növeli az amőbák túlélési arányát a mamavírus fertőzés során. 24 órával csak a mamavírus bejuttatása után az amőbatenyészet sejtjeinek körülbelül 92%-a lizálódik , a mamavírus és a Szputnyik bejuttatása után pedig már csak 79% [6] .

Genom és proteom

A Szputnyik genom egy körkörös, kétszálú DNS, amely 18 343 bázispárt tartalmaz . 21 fehérjét kódoló gén létezését jósolták meg, termékeik mérete 88-tól 779 aminosavig terjed . A Sputnik domináns start- és stopkodonja az AUG és az UAA. Általánosságban elmondható, hogy ennek a virofágnak a genomja hasonló felépítésű, mint a többi vírusgenomé: a nyitott leolvasási keretek nagyon sűrűn vannak csomagolva, néha kis átfedés van közöttük. A Szputnyik fehérjét kódoló génjei többsége (17 gén) a pozitív polaritású láncon található . Az alacsony GC összetétel (27%) közelebb hozza a Szputnyik genomot a mamivírus és a mimivírus genomjához. Emellett az AT-tartalmú kodonokat részesíti előnyben [7] .

A Sputnik genom nem kódolja saját DNS-függő RNS-polimerázát , így a Mimivirus RNS-polimerázt tudja használni a transzkripcióhoz . Ezt a lehetőséget megerősíti, hogy genomjában egy , a mimivírusra egyedülálló hajtű található , amely poliadenilációs szignálként , valamint késői mimivírus- promoterként működik [8] .

A Szputnyik részecskéiben a legtöbb fehérje a fő kapszid fehérje. További két fehérjét írtak le , amelyek feltehetően kis kapszid fehérjékként működnek, amelyek az N-terminálison N- acetilezve vannak (ez a módosítás az eukarióta fehérjékre jellemző ). A Szputnyik vírus részecskék minden gén RNS -ét tartalmazzák , kivéve a transzpozáz RNS -t, azonban a fertőzés egy másik szakaszában továbbra is szintetizálódik [9] .

Ökológia

A Szputnyikhoz kapcsolódó szekvenciák jelenlétét olyan metagenomokban mutatták ki , amelyeket sokféle élőhelyről gyűjtöttek össze: tengeri és édesvízből, talajból, szennyvízből és szélsőséges élőhelyekről. A legtöbb ilyen szekvenciát a Gatun -tóban találták meg , egy nagy mesterséges víztározóban, amelyet a 20. század elején hoztak létre a Panamai Köztársaságban . Olyan szekvenciákat találtak benne, amelyek nagyon szorosan megfelelnek 7 Szputnyik génnek. Emellett számos, a mimivírus génekhez közel álló szekvenciát találtak benne, így a virofág és gazdaszervezete is széles körben képviselteti magát ezen az élőhelyen [10] .

Szisztematika

A műholdak olyan szubvirális ágensek, amelyek szaporodása egy másik vírustól függ. Mivel a Szputnyik virofág életciklusához gazdavírusra (mamavírus vagy mimivírus) van szükség, műholdnak tekinthető [11] . A 2015-ös adatok szerint a Vírusok Taxonómiájának Nemzetközi Bizottsága (ICTV) a Sputnikot a Sputnikvirus nemzetséghez sorolja , amely egy másik virofággal együtt, amelynek genomját kettős szálú DNS képviseli, a Mavirus nemzetséghez tartozik a Lavidaviridae családhoz . 12] .

Egyéb virofágok

2011 márciusában további két virofágot írtak le: a Cafeteriavirus-dependens mavirus (ismertebb nevén Mavirus virophage ), amely a Cafeteria roenbergensis vírust [13] használja gazdaként , és az Organic Lake virofágot (OVL), amely az antarktiszi Organic Lake sós tóban él , és gazdái algákat fertőző vírusok [14] . 2014-ben leírták a Zamilon virofágot ( Mimivirus -dependens virus Zamilon , korábban Zamilon virophage ), amely megfertőzte a Mimiviridae család vírusait [15] . Az összes jelenleg ismert virofág gazdavírusa a nagy sejtmag-citoplazmatikus DNS-tartalmú vírusok csoportjába tartozik . Az eddig leírt virofágok számos homológ gént tartalmaznak: a feltételezett DNS-csomagoló ATPáz család (FtsK-HerA), a feltételezett DNS- helikáz / primáz család (HEL/PRIM), a feltételezett cisztein-proteáz (PRSC) , feltételezett MPC és feltételezett kis kapszid fehérje (mCP) [16] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Vírusok taxonómiája a Vírusok  Taxonómiájának Nemzetközi Bizottsága (ICTV) honlapján .
  2. ↑ Sputnik virofág  a Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ (NCBI) honlapján .
  3. ↑ Biomolekula: ... És a bolhán - egy kisebb bolha . Hozzáférés dátuma: 2015. december 29. Az eredetiből archiválva : 2016. április 4.
  4. ↑ La Scola B. , Desnues C. , Pagnier I. , Robert C. , Barrassi L. , Fournous G. , Merchat M. , Suzan-Monti M. , Forterre P. , Koonin E. , Raoult D. A virofág mint az óriás mimivírus egyedülálló parazitája.  (angol)  // Természet. - 2008. - Vol. 455. sz. 7209 . - P. 100-104. - doi : 10.1038/nature07218 . — PMID 18690211 .
  5. ↑ 1 2 3 Előrelépések a víruskutatásban, 2012 , p. 69-70.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 Előrelépések a víruskutatásban, 2012 , p. 71-73.
  7. ↑ Előrelépések a víruskutatásban, 2012 , p. 73.
  8. ↑ Előrelépések a víruskutatásban, 2012 , p. 77-78.
  9. ↑ Előrelépések a víruskutatásban, 2012 , p. 78.
  10. ↑ Előrelépések a víruskutatásban, 2012 , p. 78-79.
  11. ↑ Előrelépések a víruskutatásban, 2012 , p. 80.
  12. ↑ Krupovic M. , Kuhn JH , Fischer MG  A Virophages and Satellite Viruses osztályozási rendszere  // Archives of Virology. - 2016. - Kt. 161. sz. 1. - P. 233-247. - doi : 10.1007/s00705-015-2622-9 . — PMID 26446887 .
  13. ↑ Fischer MG , Suttle CA Virofág a nagy DNS-transzpozonok origójában.  (angol)  // Tudomány (New York, NY). - 2011. - Kt. 332. sz. 6026 . - P. 231-234. - doi : 10.1126/tudomány.1199412 . — PMID 21385722 .
  14. ↑ Yau S. , Lauro FM , DeMaere MZ , Brown MV , Thomas T. , Raftery MJ , Andrews-Pfannkoch C. , Lewis M. , Hoffman JM , Gibson JA , Cavicchioli R. Virophage control of antarctic algal host-virus dynamics.  (angol)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2011. - Kt. 108. sz. 15 . - P. 6163-6168. - doi : 10.1073/pnas.1018221108 . — PMID 21444812 .
  15. ↑ Gaia M. , Benamar S. , Boughalmi M. , Pagnier I. , Croce O. , Colson P. , Raoult D. , La Scola B.  Zamilon, a Novel Virophage with Mimiviridae Host Specificity  // PLoS One . - 2014. - Kt. 9, sz. 4. - P. e94923. - doi : 10.1371/journal.pone.0094923 . — PMID 24747414 .
  16. ↑ Zhou Jinglie, Zhang Weijia, Yan Shuling, Xiao Jinzhou, Zhang Yuanyuan, Li Bailin, Pan Yingjie, Wang Yongjie.  Virofágok sokfélesége metagenomikus adatkészletekben  // Journal of Virology. - 2013. - Kt. 87. sz. 8. - P. 4225-4236. - doi : 10.1128/JVI.03398-12 . — PMID 23408616 .

Irodalom

Linkek