Rudiviridae
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 Azorudivirus SRV | ||||||||||||||||
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Die Virusfamilie Rudiviridae umfasst unbehüllte Archaeenviren mit einem Strang linearer, doppelsträngiger DNA als Genom. Die bisher klassifizierten Virusspezies haben thermophile Archaeen der Abteilung Crenarchaeota zum Wirt; besonders gut beschrieben ist ihr Vorkommen in Sulfolobus islandicus (Klasse Thermoprotei). Die Bezeichnung der Familie leitet sich vom lateinischen rudis (Rapier, kleiner Stab) ab, was auf die längliche Form der Viren hindeuten soll.
Morphologie und Genom
Die Virionen der Rudiviridae sind stabförmig mit einem konstanten Durchmesser von 23 nm und einer variablen Länge von 830 bis 900 nm. Dieses helikale Kapsid ist aus spiralförmig angeordneten Molekülen eines DNA-bindenden Kapsidproteins aufgebaut. Die Windungen der Spirale wiederholen sich alle 4,3 nm. An den Enden der Virionen erkennt man stöpselartige Strukturen, die das Kapsid verschließen und an denen sich je drei kurze für die Rezeptorbindung zuständige Fibrillen (Schwanzfasern) befinden.
Das Genom der Rudiviren besteht aus einem einzigen Strang einer doppelsträngigen DNA mit einer Größe von 32 bis 35 kBp. Das Genom enthält offene Leserahmen für 45 (SIRV-1) bzw. 54 (SIRV-2) virale Proteine. Typisch sind sehr lange repetitive Sequenzen an den Enden des DNA-Stranges.
Systematik
Die frühere Gattung Rudivirus wurde inzwischen vom ICTV aufgeteilt. Mit der Umstellung auf binäre Nomenklatur (analog zu zellulären Organismen) wurden die alten Speziesnamen zu Bezeichnungen für die jeweiligen Referenzstämme. Damanach ist die Systematik der Rudiviridae inklusive Vorschläge nach der Taxonomie des NCBI mit Stand Ende April 2023 wie folgt:
- Familie Rudiviridae
- Gattung Azorudivirus
- Spezies Azorudivirus SRV (mit Stygiolobus rod-shaped virus, SRV)
- Gattung Hoswirudivirus
- Spezies Hoswirudivirus ARV2 (mit Acidianus rod-shaped virus 2, ARV-2)
- Spezies Hoswirudivirus ARV3 (mit Acidianus rod-shaped virus 3, ARV-3)
- Spezies Hoswirudivirus MRV1 (mit Metallosphaera rod-shaped virus 1, MRV-1)
- Spezies Hoswirudivirus SSRV1 (mit Saccharolobus solfataricus rod-shaped virus 1, SSRV-1)
- Gattung Icerudivirus
- Spezies Icerudivirus SIRV1 (mit Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 1, SIRV-1 und Sulfolobus islandicus rudivirus 1 variant XX)
- Spezies Icerudivirus SIRV2 (mit Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 2, SIRV-2)[2]
- Spezies Icerudivirus SIRV3 (mit Sulfolobus islandicus rudivirus 3, SIRV-3)
- Gattung Itarudivirus
- Spezies Itarudivirus ARV1 (mit Acidianus rod-shaped virus 1, ARV-1)
- Gattung Japarudivirus
- Spezies Japarudivirus SBRV1 (mit Sulfolobales Beppu rod-shaped virus 1, SBRV-1)
- Gattung Mexirudivirus
- Spezies Mexirudivirus SMRV1 (mit Sulfolobales Mexican rudivirus 1, SMRV-1)[3]
- Gattung Usarudivirus
- Spezies Usarudivirus SIRV4 (mit Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 4, SIRV-4)
- Spezies Usarudivirus SIRV5 (mit Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 5, SIRV-5 und Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 6, SIRV-6)
- Spezies Usarudivirus SIRV8 (mit Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 8, SIRV-8)
- Spezies Usarudivirus SIRV9 (mit Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 9, SIRV-9)
- Spezies Usarudivirus SIRV10 (mit Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 10, SIRV-10)
- Spezies Usarudivirus SIRV11 (mit Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 11, SIRV-11)
- Spezies „Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 7“ (SIRV-7)
- Gattung Azorudivirus
Ursprünglich wurde die Virusspezies „Thermoproteus tenax virus 4“ (TTV4) in die alte Gattung Rudivirus klassifiziert. Da sich die Morphologie jedoch erheblich unterscheidet und nicht ausreichend Sequenzinformationen vorliegen, wurde das TTV4 als unklassifizierte Virusspezies keiner bestehende Virusfamilie zugeordnet. Eine neue Virusfamilie Bacilloviridae wurde vorgeschlagen,[4] jedoch vom ICTV (bisher) nicht akzeptiert. Siehe auch Thermoproteus tenax spherical virus 1 (TTSV-1), Gattung Alphaglobulovirus, in Globuloviridae, ebenfalls Archaeenviren.
Ähnlichkeiten zu anderen Viren
Das Genom zeigt Ähnlichkeiten mit der Virusfamilie Poxviridae bei Wirbeltieren.[5] Dies betrifft die Anordnung und Reihenfolge der Gene wie auch die Replikation des Genoms in der infizierten Zelle. Auffällige Sequenzübereinstimmungen von bis zu 30 % bestehen zur Familie Lipothrixviridae, deren Mitglieder bis auf eine zusätzliche Virushülle auch einen ähnlichen, helikalen Aufbau des Kapsids zeigen. Aufgrund erweiterter Sequenzanalysen kann ein gemeinsamer evolutionärer Ursprung der beiden Familien Rudiviridae und Lipothrixviridae angenommen werden, weshalb sie seit 2012 zu einer neuen, gemeinsamen Ordnung Ligamenvirales zusammengefasst sind.
Literatur
- K. Stedman, D. Prangishvili: Family Rudiviridae. In: C. M. Fauquet, M. A. Mayo et al. (Hrsg.): Eighth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. London, San Diego 2004, S. 103–106 (englisch).
Weblinks
- Rudiviridae in der Datenbank des ICTV
- Rudiviren in der TEM-Abbildung
- Referenzsequenzen einiger Rudiviren
Einzelnachweise
- ↑ ICTV: ICTV Master Species List 2020.v1, New MSL including all taxa updates since the 2019 release, March 2021 (MSL #36)
- ↑ Patrick Forterre: Evolution - Die wahre Natur der Viren, in: Spektrum August 2017, S. 37—41 (Online-Artikel vom 19. Juli 2017). Hier insbes. die Abb. S. 39.
- ↑ David Prangishvili, Eugene V. Koonin, Mart Krupovic: Genomics and biology of Rudiviruses, a model for the study of virus–host interactions in Archaea. In: Biochemical Society Transactions, Band 41, Nr. 1, 29. Januar 2013, S. 443–450; doi:10.1042/BST20120313. Zitat: „According to the GenBank® record, this virus, SMRV1 (Sulfolobales Mexican rudivirus 1), has been recovered from a hot spring located in Los Azufres National Park, Mexico“ (englisch).
- ↑ Wolfram Zillig, David Prangishvilli, Christa Schleper, Marieke Elferink, Ingelore Holz, Sonja Albers, Davorin Janekovic, Dorothee Götz: Viruses, plasmids and other genetic elements of thermophilic and hyperthermophilic Archaea. In: FEMS Microbiol. Rev., Band 18, Nr. 2-3, 1996, S. 225–236; doi:10.1111/j.1574-6976.1996.tb00239.x, PMID 8639330 (englisch).
- ↑ H. Blum, Wolfram Zillig et al.: The genome of the archaeal virus SIRV1 has features in common with genomes of eukaryal viruses. In: Virology, Band 281, Nr. 1, 1. März 2001, S. 6–9; doi:10.1006/viro.2000.0776, PMID 11222090 (englisch).
Auf dieser Seite verwendete Medien
Autor/Urheber: International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV): Modified from Vestergaard et al. (2008). J. Bacteriol., 190, 6837-6845., Lizenz: CC BY-SA 4.0
Schemazeichnung eines Virions von Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 2 (SIRV2, Rudiviridae)
Autor/Urheber: International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV): Modified from Vestergaard et al. (2008). J. Bacteriol., 190, 6837-6845., Lizenz: CC BY-SA 4.0
Rudiviridae. (Left panel) Negative contrast electron micrographs of virions of Stygiolobus rod-shaped virus. The bars correspond to 200 nm. (Right panels) Electron tomography image of the virion: horizontal slice (0.7) showing the accumulated stain in the central part, and visualization of the data using Amira software. With an arrow is indicated a point of attachment of the three tail fibers. The scale bar represents 50 nm.
Autor/Urheber: ViralZone, SIB Swiss Institute of Bioinformatics: https://viralzone.expasy.org, Lizenz: CC BY-SA 4.0
Schemazeichnung eines Virions der Familie Rudiviridae
Autor/Urheber: International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV): Modified from Vestergaard et al. (2008). J. Bacteriol., 190, 6837-6845., Lizenz: CC BY-SA 4.0
Rudiviridae. Genome organization of Stygiolobus rod-shaped virus (SRV), Sulfolopbus islandicus rod-shaped virus 1 (SIRV1) and Acidianus rod-shaped virus 1 (ARV1), showing the predicted ORFs and the ITRs (bold lines). SRV ORFs are identified by their amino acid lengths. Homologous genes shared between the rudiviruses are color-coded. Genes above the horizontal line are transcribed from left to right, and those below the line are transcribed in the opposite direction. Predicted functions or structural characteristics of the gene products are indicated as follows: sp, structural protein; rhh, ribbon-helix-helix protein; wh, winged helix protein; tm, transmembrane; tgt, tRNA guanine transglycosylase; hjh; Holliday junction helicase; hjr, Holliday junction resolvase; n, nuclease; du, dUTPase; ts, thymidylate synthase; sm, S-adenosylmethionine-dependent methyltransferase; gt, glycosyl transferase.
Autor/Urheber: International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV): Modified from Vestergaard et al. (2008). J. Bacteriol., 190, 6837-6845., Lizenz: CC BY-SA 4.0
Transformation of Sulfolobus host cells following infection with Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 2 (SIRV2, Rudiviridae): (A1, A2), uninfected cells; (B1, B2), cells 10 h post-infection; (C1,C2), cells 10–14 h post-infection. (A1, B1, C1) scanning electron micrographs; (A2, B2, C2) transmission electron micrographs of thin sections of negatively stained cells. Scale bars: 200 nm. The electron micrographs are accompanied by the schematic representation of the cell at different stages of the virus replication cycle. Times after infection are indicated in hours. At 0 h, two chromosomes of the Sulfolobus host are shown in blue. Later they degrade concomitantly with formation of virus-induced pyramids (shown in red) and the intracellular clusters of assembled virions. Finally, at time points between 10 and 14 h, the virus-induced pyramids open (their remains are shown in red), the cell lyses and the virions are extruded. The gradual opening out of the virus-induced pyramids (at time points between 10 and 14 h) is illustrated in more details with fragments from electron micrographs of thin sections of the infected cell.
Autor/Urheber: Maria A. Bautista, Jesse A. Black, Nicholas D. Youngblut, Rachel J. Whitaker, Lizenz: CC BY-SA 4.0
Family Rudiviridae, genus Usarudivirus: Electron Micrographs of Sulfolobus islandicus rod-shaped viruses SIRV5 (left) and SIRV8 (right) stained with 2% uranyl acetate. Scale bar 100 nm.