Введение

Род вирусов Коколитиновирус - это род гигантских двойных нитей ДНК-вирусов семейства Phycodnaviridae. Водоросли, в частности, Emiliania huxleyi, вид коколитофора, служат естественными хозяевами. В этом роде описан только один вид: вирус Emiliania huxleyi 86.

Структура

Коколитиовирусы обернуты, икосаэдральны и имеют диаметр от 100 до 220 нм. Их геномы линейны, длина составляет 410415 кб и предсказывают кодирование примерно 472 белков. предложили следующую модель: вирус попадает в клетку-хозяина через эндоцитоз, после чего происходит слияние его липидной мембраны с вакуольной мембраной хозяина и высвобождение его нуклеопротеинового ядра в цитоплазму. В качестве альтернативы, мембрана вируса может сливаться непосредственно с плазменной мембраной хозяина. Затем геном вируса выделяется из капсида в ядро, где он реплицируется вирусной ДНК-полимеразой. Репликация генома упакована в собранные капсиды в цитоплазме, и считается, что вновь сформированные (до 4001000) вирионы транспортируются в плазменную мембрану и высвобождаются контролируемым механизмом появления всходов, что приводит к клеточному распаду клетки-хозяина. На стадиях G2 и M жизненного цикла кокосфера неполная, и воздействие вируса на плазменную мембрану увеличивается. Даже при неповрежденной кокосфере инфекция может возникнуть из-за естественных пробелов между коколитами. E. huxleyi известна тем, что формирует сезонные цветения водорослей, которые могут достигать 250 000 км2, в течение которых плотность клеток в верхних 200 м увеличивается с 103 до 105 клеток на мл морской воды. Эти водоросли обычно расцветают через 5-8 дней, и несколько исследований показали, что прекращение цветения неразрывно связано с инфекцией коколитовирусами. Передача вирусов между водорослями происходит посредством пассивной диффузии. Кроме того, ДНК EhV также была обнаружена в копеподах, что привело к предложению о том, что вирусы распространяются вирусами, несущими зоопланктон.

Геном

На сегодняшний день 14 штаммов EhV были выделены в период с 1999 по 2008 год, в основном в Ла-Манше (ЕС), а также на побережье Норвегии и Шотландии. Хотя доступны частичные последовательности всех этих 14 штаммов, EhV 86 является единственным штаммом, который был полностью секвенирован из-за высокой повторяемости генома. Секвенирование EhV 86 показало циркулярный геном длиной 407 339 бп с 472 предсказуемыми кодирующими последовательностями (CDS). Примечательно, что 80% этих предполагаемых генов не имеют до сих пор гомологов в базе данных. К тем, которым может быть назначена функция из-за сходства последовательности или соответствия домена белка, относятся подгруппы ДНК и РНК-полимеразы, восемь протеаз, а также по крайней мере четыре гена, кодирующие белки, участвующие в биосинтезе сфинголипидов. Было показано, что они были приобретены у хозяина путем горизонтальной передачи генов. Кроме того, геном EhV 86 выявил три различных семейства (A, B, C) повторяющихся областей в геноме. Семья C состоит из повторов, богатых АТ, которые не кодируют и которые, вероятно, являются частью происхождения репликации (ORF). Семья B представляет собой GC-богатые повторы, которые содержатся в белковых продуктах восьми предсказанных CDS. Гомологичные области семейства А варьируются по размеру между 30300 bp и находятся в секции генома 104 kbp (200304 kbp), которая не содержит генов-гомологов известной функции в текущих базах данных. Повторные единицы семейства А не кодируются и характеризуются наномером (GTTCCC ((T/C) AA), который в общей сложности появляется в 106 местах в этой области. Эта последовательность обнаружена непосредственно вверх по течению от 86 CDS и, вероятно, играет роль в контроле экспрессии связанных CDS. Во время инфекции была описана четкая модель экспрессии вирусных генов, которую можно разделить на три фазы в соответствии с экспрессией CDS. Через час после заражения было транскрибировано 39 вирусных генов, затем еще 194 гена через 2 часа и 71 ген через 4 часа. Все 39 генов, которые экспрессируются через 1 час после заражения, находятся в области 104 кбит/сек и имеют наномер непосредственно вверх по течению от стартового кодона. Поскольку экспрессия вирусной РНК- полимеразы не была обнаружена через 1 час после заражения, еще предстоит установить, распознается ли промотор упакованной вирусной РНК- полимеразой или РНК- полимеразой хозяина. Протеомический анализ вириона EhV 86 не обнаружил основных подединиц РНК-полимеразы.

История

Уильям Уилсон и его команда из Морской биологической ассоциации (MBA), Университета Восточной Англии и Морской лаборатории Плимута (PML) впервые наблюдали вирус в 1999 году. Позже летом 2005 года исследователи из Морской лаборатории Плимута (Уилли Уилсон и др.) и в Институте Сангера (Холден и др.) секвенировали геном штамма EhV 86, обнаружив, что он имеет 472 гена, кодирующих белки, что делает его "гигантским вирусом" и крупнейшим из известных морских вирусов по геному. В результате первоначального исследования генома кококолитовируса была обнаружена последовательность генов, отвечающих за производство керамида. Керамид является фактором, контролирующим гибель клеток, и в настоящее время считается, что кококолитовирус использует его для продления жизни Emiliania huxleyi, в то время как он использует клетку хозяина для репликации. Это уникальная способность, невиданная ни в одном другом вирусном геноме.