Virofagas - parazito parazito parazitas
Darius Kazlauskas
Virofago atradimas. Sekvenavus mimiviruso genomą suaktyvėjo jo tyrimai. 2008 m. iš Acanthamoeba polyphaga buvo išskirtas mimivirusui labai artimai giminingas, tik šiek tiek didesnis, viduląstelinis parazitas, kuris pavadintas mamavirusu [lascola2008vup]. Apžiūrint jį transmisiniu elektroniniu mikroskopu, viduje pastebėtos apie 50nm skersmens, ikosaedrinės simetrijos dalelės, primenančios virusą (3 pav.; b). Jos pramintos sputnikais. Išskyrus minėtas daleles iš mamaviruso, jomis užkrėsta ameba (manyta, kad ją parazituoja šis virusas), tačiau sputnikas sugebėjo vystytis tik esant mamavirusui. Pasirodo, kad sputnikai dauginasi mamaviruso formuojamuose viruso fabrikuose (angl. viral factories)(3 pav.; a – pažymėta rodykle). Beje, šie naujai atrasti virusai žymiai padidina nenormalių mamaviruso virionų formavimąsi. Pastariesiems būdingas asimetriškas kapsidės sustorėjimas ir fibrilių neformavimas sustorėjimo vietoje (3 pav.; d, e, f). Nustatyta, kad užkrėtimas sputnikais 70% sumažina mamavirusų infektyvumą taip padidindami amebų išgyvenamumą [lascola2008vup].
Virofago vystymasis. Naudojant netiesioginės imunofluorescencijos metodą nudažyti virofago ir jo šeimininko baltymai (atitinkamai žalia ir raudona spalvos) bei nukleorūgštys (mėlyna)(4 pav.). 16 valandų stebėtas sputniko vystymasis. 30 minučių po infekcijos virofagų virionai pateko į citoplazmą (4 pav.; a), po 4h prasidėjo eklipsės fazė (laikotarpis, kai vyksta viruso dalelių sintezė, o virionas neaptinkamas) bei pradėjo formuotis virusų fabrikai (3 pav.; a ir 4 pav.; b) vėliau jie išsiplėtė, atsirado sputniko virionų (4 pav.; c - nudažyti žaliai). Praėjus aštuonioms valandoms nuo užkrėtimo nustatyti mamaviruso virionai (4 pav.; d – dažosi raudonai), vėliau jų padaugėjo (4 pav.; e, f) [lascola2008vup].
Virofago genai. Sputniko genomą sudaro 18343 bazių poros. Manoma, kad jame yra 21 baltymą koduojantis genas. Atliekant viruso baltymų dvimatę elektroforezę gelyje, nustatyta, kad 20'as atviro skaitymo rėmelis (angl. Open Reading Frame (ORF)) koduoja pagrindinį kapsidės baltymą, o 8'as ir 19'as – minorinius kapsidės baltymus (5 pav.). Vykdant giminingų baltymų paieškas duomenų bazėse rasti homologai dalyvaujantys DNR replikacijoje - SF3-helikazės domeną bei Zn-kaspiną turintys baltymai (atittinkamai ORF13 ir ORF14)), 10'as ir 17'as ASR'ai koduoja DNR integracijai į šeimininko genomą reikalingus baltymus (integrazę ir transpozazę), galbūt naudodami juos virofagai gali atlikt horizontalią genų pernašą (HGT) tarp skirtingų organizmų. Šią prielaidą sustiprina aptikti bakterinės kilmės genai mimiviruse [filee2007eae]. Sputniko genomui būdingas chimeriškumas, homologų paieškų rezultatai rodo jo genų panašumą į mimiviruso (5 pav.; apskritime nudažyti mėlynai), į archėjų virusų (raudonai), kitų virusų (žaliai) genus, pilkai pažymėti ASR'ai, kuriems nerasti homologai. Įdomu tai, kad šio virofago genai rodo didelį giminingumą metagenominiams duomenims, paimtiems globalios vandenynų apžiūros (angl. global ocean survey) [rusch2007sig] metu (5 pav.; jų ORF'ų pavadinimai prasideda - „GOS"). Šie rezultatai leidžia manyti, kad sputnikas priklauso iki šiol nežinomai virusų šeimai, plačiai paplitusiai vandenynuose [lascola2008vup].
Sputnikas yra priklausomas nuo savo šeimininko, tuo jis primena satelitinius gyvūnų (pvz., adeno-asocijuotus arba hepatito D) bei augalų (pvz., tabako nekrozės) virusus. Tačiau priešingai nei pastarieji, sputnikas kenkia savo šeimininkui. Tai yra vienintelis žinomas tokio parazitizmo atvejis, todėl šis naujai atrastas virusas pavadintas virofagu (aliuzija į bakteriofagus – bakterijas parazituojančius virusus) [lascola2008vup].
1.Birtles, RJ and Rowbotham, TJ and Storey, C. and Marrie, TJ and Raoult, D., Chlamydia-like obligate parasite of free-living amoebae., Lancet, 1997; 349 (9056): 925--6.
2.Filee, J. and Siguier, P. and Chandler, M., I am what I eat and I eat what I am: acquisition of bacterial genes by giant viruses, Trends in Genetics, 2007; 23 (1): 10--15.
3.Iyer, L.M. and Balaji, S. and Koonin, E.V. and Aravind, L., Evolutionary genomics of nucleo-cytoplasmic large DNA viruses, Virus Research, 2006; 117 (1): 156--184.
4.La Scola, B. and Desnues, C. and Pagnier, I. and Robert, C. and Barrassi, L. and Fournous, G. and Suzan-Monti, M. and Forterre, P. and Koonin, E. and Raoult, D., The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus, Nature, 2008; 455 (7209): 100.
5.Raoult, D. and Audic, S. and Robert, C. and Abergel, C. and Renesto, P. and Ogata, H. and La Scola, B. and Suzan, M. and Claverie, J.M., The 1.2-Megabase Genome Sequence of Mimivirus, Science, 2004; 306 (5700): 1344--1350.
6.Rusch, D.B. and Halpern, A.L. and Sutton, G. and Heidelberg, K.B. and Williamson, S. and Yooseph, S. and Wu, D. and Eisen, J.A. and Hoffman, J.M. and Remington, K. and others, The Sorcerer II Global Ocean Sampling Expedition: Northwest Atlantic through Eastern Tropical Pacific, PLoS Biol, 2007; 5 (3): e77.
--
Su pagarba
Darius Kazlauskas
http://groups.google.com/group/g-mokslai
+370 60191333
