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Bicaudaviridae

Bicaudaviridae ( German )

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Bicaudaviridae ist die offizielle Bezeichnung einer Familie von Viren mit Doppelstrang-DNA-Genom. Ihre natürlichen Wirte sind hyperthermophile Archaeen der Familie Sulfolobaceae [en] im Phylum Crenarchaeota (mit Gattungen Acidianus [en], Sulfolobus [en], evtl. Saccharolobus [en])[Anm. 1] Derzeit (Stand Mitte März 2021) gibt es in der Familie Bicaudaviridae vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) bestätigt nur die eine Gattung Bicaudavirus mit der Typusart Acidianus two-tailed virus (ATV).[2][3][1]

Der Name leitet sich ab von den lateinischen Wörtern bi und cauda ab, was so viel wie Zweischwanz oder Doppelschwanz bedeutet.

Aufbau

Die Virionen (Virusteilchen) der Bicaudaviridae sind möglicherweise umhüllt und haben eine zitronenförmige Geometrie. Das Genom ist unsegmentiert (monopartit) und besteht aus einem zirkulär geschlossenen dsDNA-Molekül mit einer Länge von etwa 62 kbp (Kilobasenpaaren). Es hat 72 offene Leserahmen (en. open reading frames, ORFs).[3]

Reproduktionszyklus

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EM-Aufnahmen, den Reproduktionszyklus von ATV im Wirt Acidianus convivator dokumentierend.

Die Reproduktion der Viren erfolgt im Zytoplasma der Wirtszellen. Der Eintritt in die Wirtszelle (Infektion) erfolgt durch Anlagerung der Virus-Proteine an Wirtsrezeptoren, wodurch eine Endozytose vermittelt wird. Die Virus-DNA dient als Vorlage für die Transkription (en. DNA-templated transcription). Der Austritt aus der Wirtszelle erfolgt durch Knospung (en. budding). Die Übertragung der Virusteilchen geschieht durch passive Diffusion.[3]

Forschungsgeschichte

Die Familie Bicaudaviridae wurde erstmals von dem Team um D. Prangishvili im Jahr 2005 beschrieben.[4][5]

Systematik

Die Systematik ist nach ICTV (Master Species List #35: Offiziell anerkannte Taxa)[1] und National Center for Biotechnology Information (NCBI – Vorschläge, in doppelten Anführungszeichen)[6][7] mit Stand Mitte März 2021 wie folgt:

Gruppe: dsDNA (Baltimore: 1)
Familie: Bicaudaviridae

  • Gattung: Bicaudavirus
  • Spezies: Acidianus two-tailed virus (ATV, Typus)
  • Spezies: „Acidianus two-tailed virus 2“ (ATV-2)[8]
  • Spezies: „Acidianus two-tailed virus variant 1[9]
  • Gattung „Betabicaudavirus[10]
  • Spezies: „Sulfolobus-Virus STSV1“ (englischSulfolobus virus STSV1“ alias „Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped virus 1“, STSV1)[11]
  • Spezies: „Sulfolobus virus STSV2“ (en. „Sulfolobus virus STSV2“ alias „Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped virus 2“, STSV2)[12]
  • ohne Gattungszuordnung:
  • Spezies: „Acidianus tailed spindle virus“ (ATSV)
  • Spezies: „Sulfolobus monocaudavirus SMV1“ (SMV1)
  • Spezies: „Sulfolobus monocaudavirus SMV2“ (SMV2)
  • Spezies: „Sulfolobus monocaudavirus SMV3“ (SMV3)
  • Spezies: „Sulfolobus monocaudavirus SMV4“ (SMV4)

Die beiden vorgeschlagenen Species STSV1 und STSV2 sind wohl zu unterscheiden von den beiden ICTV-bestätigten Spezies

  • Spezies Sulfolobus spindle-shaped virus 1 (SSV1)[13][1]
  • Spezies Sulfolobus spindle-shaped virus 2 (SSV2)[14][1]

der Gattung Alphafusellovirus in der Familie Fuselloviridae.

Anmerkungen

  1. Einige Gattungen von Sulfolobus (offenbar aber nicht S. tengchongensis) wurden in neuerer Zeit nach Saccharolobus verschoben:

Einzelnachweise

  1. a b c d e f g h i j ICTV: ICTV Master Species List 2019.v1, New MSL including all taxa updates since the 2018b release, March 2020 (MSL #35)
  2. D Prangishvili, M Krupovic, ICTV Report Consortium: ICTV Virus Taxonomy Profile: Bicaudaviridae. In: The Journal of General Virology. 99, Nr. 7, 7. Juni 2018, S. 864–865. doi:10.1099/jgv.0.001106. PMID 29877786.
  3. a b c Viral Zone. ExPASy. Abgerufen am 18. März 2021.
  4. Häring M, Vestergaard G, Rachel R, Chen L, Garrett RA and Prangishvili D (2005) Independent virus development outside a host. Nature 436, 1101–1102
  5. Prangishvili, D., Vestergaard G, Häring M, Aramayo R, Basta T, Rachel R and Garrett RA (2006) Structural and genomic properties of the hyperthermophilic archaeal virus ATV with an extracellular stage of the reproductive cycle. J. Mol. Biol. 359, S. 1203–1216
  6. NCBI: Bicaudaviridae (family)
  7. Andrew M. Kropinski, Stuart G. Siddell: ICTV: ICTV Report Bicaudaviridae, Mai 2018
  8. NCBI: Acidianus two-tailed virus 2 (species)
  9. NCBI: Acidianus two-tailed virus variant 1 (species)
  10. M Krupovic, ER Quemin, DH Bamford, P Forterre, D Prangishvili: Unification of the globally distributed spindle-shaped viruses of the Archaea. In: Journal of Virology. 88, Nr. 4, 2014, S. 2354–8. doi:10.1128/JVI.02941-13. PMID 24335300. PMC 3911535 (freier Volltext).
  11. NCBI: Sulfolobus virus STSV1 (unclassified species)
  12. NCBI: Sulfolobus virus STSV2 (unclassified species)
  13. NCBI: Sulfolobus spindle-shaped virus 1 (ICTV accepte species)
  14. NCBI: Sulfolobus spindle-shaped virus 2 (ICTV accepte species)
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Bicaudaviridae: Brief Summary ( German )

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Bicaudaviridae ist die offizielle Bezeichnung einer Familie von Viren mit Doppelstrang-DNA-Genom. Ihre natürlichen Wirte sind hyperthermophile Archaeen der Familie Sulfolobaceae [en] im Phylum Crenarchaeota (mit Gattungen Acidianus [en], Sulfolobus [en], evtl. Saccharolobus [en]) Derzeit (Stand Mitte März 2021) gibt es in der Familie Bicaudaviridae vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) bestätigt nur die eine Gattung Bicaudavirus mit der Typusart Acidianus two-tailed virus (ATV).

Der Name leitet sich ab von den lateinischen Wörtern bi und cauda ab, was so viel wie Zweischwanz oder Doppelschwanz bedeutet.

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Bicaudaviridae

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Bicaudaviridae is a family of hyperthermophilic archaeal viruses. Members of the genus Acidianus serve as natural hosts. There is only one genus (Bicaudavirus) and one species in this family: Acidianus two-tailed virus.[1][2][3] However, Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped viruses 1 and 2 (STSV1 and STSV2) are regarded to belong to this family also.[4]

Taxonomy

The genus contains one genus, which contains one species:[5]

  • Bicaudavirus
    • Acidianus two-tailed virus

Structure

Genome organization of Acidianus two-tailed virus showing location, sizes and transcriptional direction of the putative genes

Viruses in Bicaudaviridae are non-enveloped, with lemon-shaped geometries. Genomes are circular dsDNA molecules of around 48–76 kb in length. High-resolution structure was determined by cryo-EM for Sulfolobus monocaudavirus 1 (SMV1) and a lower-resolution structure was determined for Acidianus two-tailed virus (ATV).[6] Virions of both viruses have helical symmetry, with continuous 7-start helices, composed of the single major capsid protein, forming both the tails and the spindle-shaped body. The major capsid protein structure and virion organization of bicaudaviruses are similar to those of archaeal viruses from the families Fuselloviridae, Thaspiviridae, Halspiviridae and Clavaviridae.[6]

Life cycle

Electron micrographs of different forms of Acidianus two-tailed virus

Viral replication is cytoplasmic. Entry into the host cell is achieved by attachment of the viral proteins to host receptors. DNA-templated transcription is the method of transcription. Diverse species of hyperthermophilic archaea from the order Sulfolobales serve as the natural hosts. Transmission routes are passive diffusion.[2] It has been demonstrated that certain members of the family, namely, STSV2 and Sulfolobus monocaudavirus 1 (SMV1), induce cell gigantism by blocking the expression of the cell division genes and arresting the cell cycle in the S phase.[7] The diameter of infected cells increases up to 20 times, resulting in 8,000-fold increase in volume compared to noninfected cells.[7]

History

This family was first described by the team led by D. Prangishvili in 2005.[8][9]

The name is derived from the Latin word 'bi' and 'cauda' meaning 'two-tail'.

References

  1. ^ Prangishvili, D; Krupovic, M; ICTV Report Consortium (7 June 2018). "ICTV Virus Taxonomy Profile: Bicaudaviridae". The Journal of General Virology. 99 (7): 864–865. doi:10.1099/jgv.0.001106. PMID 29877786.
  2. ^ a b "Viral Zone". ExPASy. Retrieved 12 June 2015.
  3. ^ "ICTV Report Bicaudaviridae".
  4. ^ Krupovic, M; Quemin, ER; Bamford, DH; Forterre, P; Prangishvili, D (2014). "Unification of the globally distributed spindle-shaped viruses of the Archaea". Journal of Virology. 88 (4): 2354–8. doi:10.1128/JVI.02941-13. PMC 3911535. PMID 24335300.
  5. ^ "Virus Taxonomy: 2020 Release". International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV). March 2021. Retrieved 24 May 2021.
  6. ^ a b Wang, F; Cvirkaite-Krupovic, V; Vos, M; Beltran, LC; Kreutzberger, MAB; Winter, JM; Su, Z; Liu, J; Schouten, S; Krupovic, M; Egelman, EH (2022). "Spindle-shaped archaeal viruses evolved from rod-shaped ancestors to package a larger genome". Cell. 185 (8): 1297–1307.e11. doi:10.1016/j.cell.2022.02.019. PMC 9018610. PMID 35325592.
  7. ^ a b Liu, J; Cvirkaite-Krupovic, V; Baquero, DP; Yang, Y; Zhang, Q; Shen, Y; Krupovic, M (2021). "Virus-induced cell gigantism and asymmetric cell division in archaea". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 118 (15): e2022578118. doi:10.1073/pnas.2022578118. PMC 8054024. PMID 33782110.
  8. ^ Häring M, Vestergaard G, Rachel R, Chen L, Garrett RA and Prangishvili D (2005) Independent virus development outside a host. Nature 436, 1101–1102
  9. ^ Prangishvili, D., Vestergaard G, Häring M, Aramayo R, Basta T, Rachel R and Garrett RA (2006) Structural and genomic properties of the hyperthermophilic archaeal virus ATV with an extracellular stage of the reproductive cycle. J. Mol. Biol. 359, 1203–1216

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Bicaudaviridae: Brief Summary

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Bicaudaviridae is a family of hyperthermophilic archaeal viruses. Members of the genus Acidianus serve as natural hosts. There is only one genus (Bicaudavirus) and one species in this family: Acidianus two-tailed virus. However, Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped viruses 1 and 2 (STSV1 and STSV2) are regarded to belong to this family also.

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Bicaudaviridae ( Spanish; Castilian )

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Bicaudaviridae es una familia de virus de ADN bicatenario que infectan arqueas hipertermófilas. Incluye dos géneros y varias especies no asignadas.[1]​ Esta familia fue descrita por primera vez por un equipo dirigido por D. Prangishvili en 2005. El nombre se deriva de las palabras latinas 'bi' y 'cauda' que significa 'dos ​​colas'.[2][3]

Géneros

Contiene los siguientes géneros:

Descripción

Los viriones de esta familia disponen de una cápside rodeada de una envoltura vírica y tienen geometrías en forma de limón. Los genomas son circulares de ADN bicatenario, de alrededor de 62 kb de longitud. El genoma tiene 72 marcos de lectura abiertos. La segmentación del ADN es monopartita.[4][5]

La replicación viral se produce en el citoplasma. La entrada en la célula huésped se logra mediante la unión de las proteínas virales a los receptores del huésped, lo que mide la endocitosis. Las vías de transmisión son por difusión pasiva.[6]

Además se ha demostrado que ciertos miembros de la familia, a saber, STSV2 y SMV1, inducen un gigantismo celular a las arqueas al bloquear la expresión de los genes de división celular y detener el ciclo celular en la fase S. El diámetro de las arqueas infectadas aumenta hasta 20 veces, lo que resulta en un aumento de volumen de 8000 veces en comparación con las arqueas no infectadas.[7]

Evolución

En cuanto a la relación con otros virus, Bicaudaviridae muestra una relación muy estrecha con otros virus que infectan arqueas como Fuselloviridae, Thaspiviridae y Halspiviridae con quienes comparte la misma morfología del virión, el ensamblaje, una proteína de cápside homóloga la SSV1 de cuatro hélices y ATPasas de la superfamilia AAA, estos últimos se les conoce como "virus en forma de huso o fusiformes". La proteína homóloga de estos virus también se encuentra en la familia de virus arqueanos filamentosos Clavaviridae, por lo que se ha sugerido que los virus fusiformes evolucionaron de virus filamentosos emparentados con Clavaviridae para almacenar un genoma más grande por lo que conformarían un dominio o linaje viral, la misma ruta se ha propuesto para los otros virus inusuales de arqueas.[8]

Referencias

  1. Prangishvili, D; Krupovic, M; ICTV Report Consortium (7 de junio de 2018). «ICTV Virus Taxonomy Profile: Bicaudaviridae». The Journal of General Virology 99 (7): 864-865. PMID 29877786. doi:10.1099/jgv.0.001106.
  2. Häring M, Vestergaard G, Rachel R, Chen L, Garrett RA and Prangishvili D (2005) Independent virus development outside a host. Nature 436, 1101–1102
  3. Prangishvili, D., Vestergaard G, Häring M, Aramayo R, Basta T, Rachel R and Garrett RA (2006) Structural and genomic properties of the hyperthermophilic archaeal virus ATV with an extracellular stage of the reproductive cycle. J. Mol. Biol. 359, 1203–1216
  4. «Viral Zone». ExPASy. Consultado el 12 de junio de 2015.
  5. «ICTV Report Bicaudaviridae».
  6. Krupovic, M; Quemin, ER; Bamford, DH; Forterre, P; Prangishvili, D (2014). «Unification of the globally distributed spindle-shaped viruses of the Archaea». Journal of Virology 88 (4): 2354-8. PMC 3911535. PMID 24335300. doi:10.1128/JVI.02941-13.
  7. Liu, J; Cvirkaite-Krupovic, V; Baquero, DP; Yang, Y; Zhang, Q; Shen, Y; Krupovic, M (2021). «Virus-induced cell gigantism and asymmetric cell division in archaea.». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 118 (15): e2022578118. PMC 8054024. PMID 33782110. doi:10.1073/pnas.2022578118.
  8. Fengbin Wang, Virginija Cvirkaite-Krupovic, Matthijn Vos, Leticia C Beltran, Mark A B Kreutzberger, Jean-Marie Winter, Zhangli Su, Jun Liu, Stefan Schouten, Mart Krupovic, Edward H Egelman (2022) Spindle-shaped archaeal viruses evolved from rod-shaped ancestors to package a larger genome. Sciences Direct.
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Bicaudaviridae: Brief Summary ( Spanish; Castilian )

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Bicaudaviridae es una familia de virus de ADN bicatenario que infectan arqueas hipertermófilas. Incluye dos géneros y varias especies no asignadas.​ Esta familia fue descrita por primera vez por un equipo dirigido por D. Prangishvili en 2005. El nombre se deriva de las palabras latinas 'bi' y 'cauda' que significa 'dos ​​colas'.​​

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Bicaudavirus ( French )

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Acidianus Two-tailed Virus (ATV) ou Bicaudavirus est un virus parasite d'une archée, Acidianus convivator, des sources hydrothermales acides. Il appartient à la famille monotypique des Bicaudaviridae et au genre Bicaudavirus représenté par la seule espèce Acidianus Two-tailed Virus.

Il possède la particularité d'effectuer une partie de son assemblage en dehors de toute cellule-hôte, alors que tous les autres virus connus en sont strictement incapables : lorsqu'il bourgeonne d'une cellule qu'il a infecté, il a la forme d'un citron. Ensuite, deux « bras » poussent de part et d'autre, quand la température est comprise entre 75 et 90 °C. Ces « bras » faciliteraient l'infection d'un nouvel hôte. L'archée hôte vit en effet à proximité des sources hydrothermales où les températures avoisinent les 80 °C.

Références

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Bicaudavirus: Brief Summary ( French )

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Acidianus Two-tailed Virus (ATV) ou Bicaudavirus est un virus parasite d'une archée, Acidianus convivator, des sources hydrothermales acides. Il appartient à la famille monotypique des Bicaudaviridae et au genre Bicaudavirus représenté par la seule espèce Acidianus Two-tailed Virus.

Il possède la particularité d'effectuer une partie de son assemblage en dehors de toute cellule-hôte, alors que tous les autres virus connus en sont strictement incapables : lorsqu'il bourgeonne d'une cellule qu'il a infecté, il a la forme d'un citron. Ensuite, deux « bras » poussent de part et d'autre, quand la température est comprise entre 75 et 90 °C. Ces « bras » faciliteraient l'infection d'un nouvel hôte. L'archée hôte vit en effet à proximité des sources hydrothermales où les températures avoisinent les 80 °C.

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