Fuselloviridae

Fuselloviridae ist die Bezeichnung einer Familie von Viren. Als natürliche Wirte dienen Spezies (Arten) der Archaeen-Gattung Sulfolobus [en] (Familie Sulfolobaceae [en] im Phylum Crenarchaeota), insbesondere die Spezies S. shibatae, S. solfataricus und S. islandicus (davon wurden S. shibatae und S. solfataricus innerhalb dieser Familie reklassifiziert zur Gattung Saccharolobus [en])^[2][3][4] Es gibt derzeit (Stand Mitte März 2021) vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) bestätigt neun Spezies (Arten) in dieser Familie, die sich auf zwei Gattungen (Alpha- und Betafusellovirus) verteilen.^[1][5] Die Fuselloviridae sind in Thermalquellen mit Temperaturen ab 70 °C und saurem pH-Wert (kleiner gleich 4) auf der ganzen Welt allgegenwärtig.

Aufbau

Schematischer Querschnitt durch ein Betafusellovirus-Virion.

Die Virionen der Fuselloviridae sind umhüllt und haben eine zitronenförmige oder pleomorphe Gestalt. Der Durchmesser beträgt etwa 60 nm, bei einer Länge von etwa 100–250 nm (ca. 100 nm bei α-Fusellovirus). Das Genom ist unsegmentiert (monopartit) und besteht aus einem Doppelstrang-DNA-Molekül mit einer Länge von etwa 17,3 kbp (Kilobasenpaare). Es kodiert 31 bis 37 Gene bei α- und 33 bis 38 Gene bei β-Fusellovirus.^[5]

Die biochemische Charakterisierung von Sulfolobus spindle-shaped virus 1 (SSV1), dem Prototyp der Fuselloviridae, zeigte, dass die Virionen aus vier viruskodierten Strukturproteinen, VP1 bis VP4, sowie einem DNA-bindenden Chromatinprotein zellulären Ursprungs bestehen. Die Virusproteine VP1, VP3 und VP4 werden nach der Translation (Biologie) durch Glykosylierung modifiziert, offenbar an mehreren Stellen. VP1 wird außerdem proteolytisch prozessiert. SSV1-Virionen enthalten Lipide der Art Glycerin-Dibiphytanyl-Glycerin-Tetraether (GDGT, englisch glycerol dibiphytanyl glycerol tetraether),^[6][7][8] die das Virus anscheinend selektiv von der Zellmembran des Wirts erwirbt.^[9]

Reproduktionszyklus

Schnitt durch ein Tomogramm während der Freisetzung von SSV1-Virionen aus einer Wirtszelle von S. shibatae. Maßstab 50 nm.^{[10][Anm. 1]}

Die Virus-Replikation erfolgt in Zytoplasma der Wirtszelle. Der Eintritt in die Wirtszelle (Infektion) erfolgt durch Adsorption in diese. Die Transkription benutzt das dsDNA-Genom des Virus als Vorlage. Als natürlicher Wirt dienen Arten der Archaeen-Gattungen Sulfolobus/Saccharolobus: S. shibatae, S. solfataricus und S. islandicus, Familie Sulfolobaceae im Phylum Crenarchaeota.^[5][3][4]

Verschiedene Stadien der Knos­pung von SSV1-Virionen. Tomo­gramme (links) und Volumen­seg­men­tierungen (rechts) zeigen die gleich­zeitige Assemblierung (Zusammen­bau) und Frei­setzung (Knos­pung) von SSV1-Virionen. Die weiße Pfeil­spitze markiert eine offenbar ringartige Struktur. Balken 50 nm.^{[10][Anm. 1]}

Ausgerichtete und gemittelte (fette Linie) 2D-Konturen von 7 SSV1-Virionen (ii) und deren Knospungshälsen (iii).^{[10][Anm. 1]}

Fuselloviren werden durch einen Knospung, ähnlich dem behüllter eukaryotischen Viren, aus dem Wirt freigesetzt, ohne Zelllyse zu verursachen.^[10]

Systematik

Nach ICTV und NCBI ist mit Stand 29. März 2021 die Systematik der Fuselloviridae wie folgt (Vorschläge in doppelten Anführungszeichen):^[1][11]

Gruppe: dsDNA
Ordnung: nicht zugewiesen

• Familie: Fuselloviridae

• Gattung: Alphafusellovirus

• Spezies: Sulfolobus spindle-shaped virus 1 (SSV1 oder SSV-1, Typus)^[12]
• Spezies: Sulfolobus spindle-shaped virus 2 (SSV2)
• Spezies: Sulfolobus spindle-shaped virus 4 (SSV4)
• Spezies: Sulfolobus spindle-shaped virus 5 (SSV5)
• Spezies: Sulfolobus spindle-shaped virus 7 (SSV7)
• Spezies: Sulfolobus spindle-shaped virus 8 (SSV8) mit Sulfolobus virus Ragged Hills
• Spezies: Sulfolobus spindle-shaped virus 9 (SSV9) mit Sulfolobus virus Kamchatka 1
• Spezies: „Nitrosopumilus spindle-shaped virus“ (NSV)
• Spezies: „Sulfolobus spindle-shaped virus 3“ (SSV3)
• Spezies: „Sulfolobus spindle-shaped virus Lassen“
• Spezies: „Sulfolobus spindle-shaped virus 20“ (SSV20)^[13]
• Spezies: „Sulfolobus spindle-shaped virus 21“ (SSV21) with S21-like virus (aus Koinfektion SSV20+SSV22, vermutliche Rekombinante)^[13]
• Spezies: „Sulfolobus spindle-shaped virus 22“ (SSV22)^[13]

• Gattung: Betafusellovirus

• Spezies: Acidianus spindle-shaped virus 1 (ASV1)
• Spezies: Sulfolobus spindle-shaped virus 6 (SSV6)
• Spezies: „Sulfolobus spindle-shaped virus 19“ (SSV19)^[13]

• ohne Gattungszuordnung:

• Spezies: „Sulfolobales Mexican fusellovirus 1“
• Spezies: „Sulfolobus super-elliptical virus“
• Spezies: „Sulfolobus spindle-shaped virus 10“ (SSV10)^[13]
• weitere Kandidaten-Spezies SSV11-15 und SSV17-18 nach Pauly MD, Bautista MA, Black JA, Whitaker RJ (2019)^[13]

Man beachte:

1. Die Abkürzung SSV findet auch Verwendung für Simian sarcoma virus (ein Synonym für die offizielle Bezeichnung Woolly monkey sarcoma virus, WMSV), Gattung Gammaretrovirus.
2. SSV1 und SSV2 sind zu unterscheiden von den beiden vorgeschlagenen Spezies „Sulfolobus-Virus STSV1“ und „STSV2“ (alias „Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped virus 1“ respektive „2“) aus der vorgeschlagenen Gattung „Betabicaudavirus“ der Familie Bicaudaviridae.^[14]

Anmerkungen

1. ↑ ^{a b c} Das Material wurde von dieser Quelle kopiert, die unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License verfügbar ist.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g h} ICTV: ICTV Master Species List 2019.v1, New MSL including all taxa updates since the 2018b release, March 2020 (MSL #35)
2. ↑ Anh Le-Cook, James Musser: Sulfolobus/Saccharolobus, Extreme Viruses Lab (Stedman Lab)
3. ↑ ^{a b} LPSN: Saccharolobus, Sulfolobus, S. shibatae, S. solfataricus
4. ↑ ^{a b} Hiroyuki D. Sakai, Norio Kurosawa: Saccharolobus caldissimus gen. nov., sp. nov., a facultatively anaerobic iron-reducing hyperthermophilic archaeon isolated from an acidic terrestrial hot spring, and reclassification of Sulfolobus solfataricus as Saccharolobus solfataricus comb. nov. and Sulfolobus shibatae as Saccharolobus shibatae comb. nov, in: Int J Syst Evol Microbiol 68(4), April 2018, S. 1271-1278, Epub 27. Februar 2018, doi:10.1099/ijsem.0.002665, PMID 29485400
5. ↑ ^{a b c} Viral Zone. ExPASy. Abgerufen am 19. März 2021.
6. ↑ Konrad Engelhardt: Herstellung und Charakterisierung tetraetherlipidhaltiger Lipoplexe und Lipopolyplexe als neuartige Vehikel für die orale Gentherapie, Dissertation im Fachbereich Pharmazie der Philipps-Universität Marburg, 2017
7. ↑ Christine Moissl: Molekularbiologische und strukturelle Untersuchungen zur Biologie des neuartigen, kälteliebenden SM1 Euryarchaeons und seiner verschiedenen Lebensgemeinschaften, Dissertation an der Naturwissenschaftlichen Fakultät III - Biologie und Vorklinische Medizin der Universität Regensburg, 2004
8. ↑ Ulrike Jahn: Aspekte der Zellbiologie des archaeellen Wirt-Parasit-Systems Ignicoccus hospitalis und Nanoarchaeum equitans: Zentrale Stoffwechselwege, Lipide, Histone, Dissertation an der Naturwissenschaftlichen Fakultät III – Biologie und vorklinische Medizin der Universität Regensburg, 2007
9. ↑ Emmanuelle R. J. Quemin, Maija K. Pietilä, Hanna M. Oksanen, Patrick Forterre, W. Irene C. Rijpstra, Stefan Schouten, Dennis H. Bamford, David Prangishvili, Mart Krupovic: Sulfolobus spindle-shaped virus 1 contains glycosylated capsid proteins, a cellular chromatin protein, and host-derived lipids. In: J Virol. 89, Nr. 22, 2015, S. 11681–11691. doi:10.1128/JVI.02270-15. PMID 26355093. PMC 4645638 (freier Volltext).
10. ↑ ^{a b c d} Emmanuelle R. J. Quemin, Petr Chlanda, Martin Sachse, Patrick Forterre, David Prangishvili, Mart Krupovic: Eukaryotic-Like Virus Budding in Archaea. In: mBio. 7, Nr. 5, 13. September 2016, S. e01439-16. doi:10.1128/mBio.01439-16. PMID 27624130. PMC 5021807 (freier Volltext). Siehe insbes. Fig. 1.
11. ↑ NCBI: unclassified Alphafusellovirus (list)
12. ↑ Nicole Procter, James Musser, Zephyr Kelly: Sulfolobus Spindle Shaped Viruses, Extreme Virus Lab (Stedman Lab)
13. ↑ ^{a b c d e f} Junxia Zhang, Xiaowei Zheng, Haina Wang, Hongchen Jiang, Hailiang Dong, Li Huang: Novel Sulfolobus Fuselloviruses with Extensive Genomic Variations, in: J Virol Band 94, Nr. 4, e01624-19, doi:10.1128/JVI.01624-19, Erratum
14. ↑ Mart Krupovic, Emmanuelle R. J. Quemin, Dennis H. Bamford, Patrick Forterre, David 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).