Spiraviridae ist die Bezeichnung für eine Familie (Biologie) von Viren, die sich hyperthermophilen Archaeen der Gattung Aeropyrum ([en], Crenarchaeota) replizieren (vermehren), insbesondere der Spezies Aeropyrum pernix. Die Virusfamilie enthält gemäß International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) nur derzeit (Stand Anfang Februar 2021) eine Gattung, Alphaspiravirus, die wiederum nur eine Spezies, Aeropyrum-coil-shaped-Virus (offiziell Aeropyrum coil-shaped virus, ACV), enthält.[2] Auch beim National Center for Biotechnology Information (NCBI) sind bis dato keine weiteren Mitglieder der Familie als vorgeschlagen bekannt,[3] die Familie ist daher in dieser Spezies monotypisch. Der Grund ist, dass ACV keine bekannte Verwandtschaft mit anderen Archaeen-infizierenden Viren hat. Es teilt lediglich seine spiralförmige Morphologie mit einigen anderen Archaeen-Viren. Dies deutet darauf hin, dass es sich hier möglicherweise um eine sehr alte Linie von Viren handelt, die nur Archaeen infizieren.[4][2]
Der Name der Familie und Gattung leitet sich ab von lateinisch spira ‚Spule‘ in Anlehnung an die Form der Virionen (s. u.).[5]
Die Virionen (Virusteilchen) von ACV sind unbehüllt und haben die Form von Hohlzylindern mit einer Länge von (je nach Quelle) ca. 200 (230±10) nm und einem Durchmesser von ca. 28 (19±1) nm. Aus jedem Ende des zylindrischen Virions ragt ein Anhängsel (englisch appendage) mit einer Länge von ca. 20 (20±2) nm in einem Winkel von 45° zur Virionachse heraus.[4][5][2]
Die zylindrische Form wird gebildet durch eine (wie eine Spiralfeder) aufgespulte Nukleoprotein-Faser. Dieses Nukleoprotein-Filament besteht aus zwei ineinander verschlungenen Hälften des (topologisch gesehen) zirkulären ssDNA-Strangs, der von Kapsidproteinen bedeckt ist.[4][2] Die Virionen sind flexibel, und können sich zusammenziehen und versteifen, wenn sie dehydriert werden.
Die Virionen haben zwei Hauptproteine mit Molekularmassen von etwa 23 und 18,5 kDa (Kilodalton) sowie einige kleinere Nebenproteine mit Molekularmassen von 5–13 kDa.[2] Auf der gesamten Länge des Virions lassen sich etwa 40 Windungen der Spirale unterscheiden.[4][5]
Die spulenartige Morphologie von ACV ist charakteristisch für bestimmte Archaeen-Viren, sie wird nicht bei bakteriellen oder eukaryotischen Viren gefunden.[2][6]
Das Genom von ACV besteht aus einem einzigen Segment (monopartit) einer zirkulär geschlossenen Einzelstrang-DNA positiver Polarität ((+)ssDNA) mit einer Länge von 24.893&nt (Nukleotiden). Der GC-Gehalt des Genoms beträgt 46,7 %.
Nach den Analysen sollte das Genom 57 offene Leserahmen (englisch open reading frames, ORFs) haben, die größer als 40 Codons (Basentripletts) sind; diese machen 93,5 % des Genoms aus. D. h., es sollte für ca. 57 Proteine kodieren. Alle bis auf einen ORF haben die gleiche Richtung (Direktionalität, [en]) wie der DNA-Strang, was darauf hindeutet, dass das Genom positive Polarität hat.
Die Anzahl der vorhergesagten Gene ist damit viel größer als bei anderen bekannten ssDNA-Viren. Diese Gene kodieren unter anderem für eine mutmaßliche Trypsin-ähnliche Serin-Protease, eine Tyrosin-Rekombinase, zwei Thioredoxin-ähnliche Proteine, sowie für Proteine, die am Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt sind und für DNA-bindende Proteine.[2]
ACV kodiert weder identifizierbaren DNA- oder RNA-Polymerasen. Es kodiert auch kein Proteine, die mit bekannten Rep-Proteinen (Replikationsinitiationsproteinen, wie sie von den meisten bekannten ssDNA-Viren bei der Replikation verwendet werden) homolog sind. Wahrscheinlich benutzt ACV stattdessen die Replisome der Wirtszelle, auch dies ist ein Umstand, der zur Einzigartigkeit dieser Spezies beiträgt, und letztlich zur Aufstellung einer eigenen Familie führte.[2][4] Die Replikation erfolgt vermutlich über eine dsDNA-Zwischenstufe und Rolling Circle[5]
Nach der Replikation verlassen Virionen die Wirtszelle, ohne dass die Wirtszelle eine Lyse (Aufplatzen) oder auf sonstige Weise einen Zelltod erleidet.[2]
Die Systematik nach ICTV (mit Stand 17. Februar 2021) ist einfach: Familie: Spiraviridae
Auch bei NCBI sind bis dato keine Vorschläge zu dieser Familie bekannt.
Zwar hat ACV keine bekannte Beziehung zu anderen Viren. Einige andere Archaeenviren haben jedoch ebenfalls spiralförmige Virionen ähnlich wie ACV, was darauf hindeuten könnte, dass diese Morphologie eine uralte Form ist, die unter den Viren, die Eukaryonten und andere Prokaryonten (d. h. Bakterien) infizieren, nicht vertreten ist.[2]
ACV wurde erstmals 2010 aus einer Probe von Aeropyrum pernix isoliert, die aus der küstennahen Heißen Quelle Ibusuki-Onsen ([jp] – auch Yamagawa Hot Spring, japanisch 山川温泉 oder Fushimi Onsen, ja. 伏目温泉 genannt) in Ibusuki (Präfektur Kagoshima, Japan)[7] stammte. Die Wassertemperatur kann dort (unter Druck) bis zu 109 °Celsius erreichen. Da A. pernix der einzige in der Kultur vorhandene Organismus war, konnte er als Wirt von ACV bestätigt werden. ACV konnte weder in anderen Stämmen von A. pernix oder in Aeropyrum camini repliziert werden.[4]
Die Familie, die Gattung und die Art wurden 2013 vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) offiziell bestätigt.[8]
Spiraviridae ist die Bezeichnung für eine Familie (Biologie) von Viren, die sich hyperthermophilen Archaeen der Gattung Aeropyrum ([en], Crenarchaeota) replizieren (vermehren), insbesondere der Spezies Aeropyrum pernix. Die Virusfamilie enthält gemäß International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) nur derzeit (Stand Anfang Februar 2021) eine Gattung, Alphaspiravirus, die wiederum nur eine Spezies, Aeropyrum-coil-shaped-Virus (offiziell Aeropyrum coil-shaped virus, ACV), enthält. Auch beim National Center for Biotechnology Information (NCBI) sind bis dato keine weiteren Mitglieder der Familie als vorgeschlagen bekannt, die Familie ist daher in dieser Spezies monotypisch. Der Grund ist, dass ACV keine bekannte Verwandtschaft mit anderen Archaeen-infizierenden Viren hat. Es teilt lediglich seine spiralförmige Morphologie mit einigen anderen Archaeen-Viren. Dies deutet darauf hin, dass es sich hier möglicherweise um eine sehr alte Linie von Viren handelt, die nur Archaeen infizieren.
Der Name der Familie und Gattung leitet sich ab von lateinisch spira ‚Spule‘ in Anlehnung an die Form der Virionen (s. u.).
Spiraviridae is a family of viruses that replicate in hyperthermophilic archaea of the genus Aeropyrum, specifically Aeropyrum pernix. The family contains one genus, Alphaspiravirus, which contains one species, Aeropyrum coil-shaped virus.[1] The virions of Aeropyrum coil-shaped virus (ACV) are non-enveloped and in the shape of hollow cylinders that are formed by a coiling fiber that consists of two intertwining halves of the circular DNA strand inside a capsid. An appendage protrudes from each end of the cylindrical virion. The viral genome is positive-sense, single-stranded DNA ((+)ssDNA) and encodes for significantly more genes than other known ssDNA viruses. ACV is also unique in that it appears to lack its own enzymes to aid replication, instead likely using the host cell's replisomes. ACV has no known relation to any other archaea-infecting viruses, but it does share its coil-like morphology with some other archaeal viruses, suggesting that such viruses may be an ancient lineage that only infect archaea.[2][1]
Family: Spiraviridae
Virions of ACV are non-enveloped and in the shape of hollow cylinders approximately 230±10 by 19±1 nanometers (nm) in size. The cylindrical shape is formed by the coiling of a nucleoprotein filament as a helical spring. This coil-like structure is itself formed by two intertwining halves of a circular, ssDNA molecule in another helical shape that is covered by capsid proteins. Each end of the cylindrical virion has an appendage about 20±2 nm in length protruding from the virion at a 45° angle relative to the axis of the virion.[1] For about 80% of virions, the appendages protrude from the same face of the virion.[2] The virion is flexible, capable of contracting and stiffening upon being dehydrated. Virions have two major proteins with molecular masses of about 23 and 18.5 kilodaltons (kDa) and a few minor proteins with molecular masses of 5–13 kDa.[1] Approximately 40 discs or turns of the helix are distinguishable for the length of the virion.[2] The coil-like morphology of ACV is characteristic of certain archaeal viruses, not being found among bacterial and eukaryotic viruses.[1][3]
ACV contains a single molecule of circular, positive-sense, single-stranded DNA ((+)ssDNA) that is 24,893 nucleotides in length. The GC-content of the genome is 46.7%. The genome is predicted to have 57 open reading frames (ORFs) larger than 40 codons, such ORFs comprising 93.5% of the genome. All but one ORF has the same directionality as the DNA strand, indicating that the genome is positive-sense. The number of predicted genes is much greater than other known ssDNA viruses. These include genes that encode for a putative trypsin-like serine protease, a tyrosine recombinase, two thioredoxin-like proteins, proteins involved in carbohydrate metabolism, and DNA-binding proteins.[1]
ACV does not encode any identifiable DNA or RNA polymerases, nor does it encode any proteins homologous to known Rep proteins used by most known ssDNA viruses in replication. As such, ACV is likely to replicate in a manner that depends on the host replisome. After replication, virions leave the host cell without the host cell undergoing lysis, or cell death.[1]
ACV has no known relation to any other viruses. However, some other archaeal viruses also have coil-shaped virions like ACV, which may indicate such morphology is an ancient form that is not represented among viruses that infect eukaryotes and other prokaryotes.[1]
ACV was first isolated from a sample of Aeropyrum pernix (A. pernix) taken from the coastal Yamagawa Hot Spring, where the temperature can reach 109° Celsius, in Japan in 2010. As A. pernix was the only organism present in the culture, it was recognized as the host of ACV. ACV could not be replicated in other strains of A. pernix or in Aeropyrum camini, so the original A. pernix culture was used for study.[2] The family, genus, and species were recognized by the International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) in 2013.[4]
Spiraviridae is a family of viruses that replicate in hyperthermophilic archaea of the genus Aeropyrum, specifically Aeropyrum pernix. The family contains one genus, Alphaspiravirus, which contains one species, Aeropyrum coil-shaped virus. The virions of Aeropyrum coil-shaped virus (ACV) are non-enveloped and in the shape of hollow cylinders that are formed by a coiling fiber that consists of two intertwining halves of the circular DNA strand inside a capsid. An appendage protrudes from each end of the cylindrical virion. The viral genome is positive-sense, single-stranded DNA ((+)ssDNA) and encodes for significantly more genes than other known ssDNA viruses. ACV is also unique in that it appears to lack its own enzymes to aid replication, instead likely using the host cell's replisomes. ACV has no known relation to any other archaea-infecting viruses, but it does share its coil-like morphology with some other archaeal viruses, suggesting that such viruses may be an ancient lineage that only infect archaea.
Spiraviridae es una familia de virus de ADN monocatenario que infectan arqueas termófilas.[1]
Los virus se aislaron de una fuente termal costera en la isla de Kyushu, Japón con temperaturas que alcanzaron los 100 ° C.[1]
Los viriones tienen forma de bobina cilíndrica y miden 230 ± 10 × 19 ± 1 nm de ancho, con apéndices de 20 ± 2 nm en cada extremo. No poseen envoltura vírica. El genoma es de ADN circular de cadena positiva formado por 24.893 nucleótidos. El genoma contiene 57 marcos de lectura abiertos (ORF) predichos mayores de 40 codones que ocupan el 93.5% del genoma. Todos menos uno de estos ORF están presentes en la cadena de ADN que está empaquetada en los viriones, lo que indica que el genoma es de sentido positivo. La complejidad funcional del genoma de los virus es mucho mayor que la observada para cualquier otro virus ssADN conocido.[1]
Los viriones tienen dos proteínas principales con masas moleculares de aproximadamente 23 y 18,5 kDa, y algunas proteínas menores con masas moleculares de 5 a 13 kDa. La morfología en forma de bobina representa un tipo de morfotipo específico de los viriones arqueanos. La replicación se produce por infección crítica sin ciclo lítico. El virus no codifica ADN y ARN polimerasas identificables y es probable que dependa de los mecanismos del huésped para la replicación y transcripción del genoma.[2][3]
La forma del virión no tiene ninguna relación conocida con otros virus. Sin embargo, algunos otros virus de arqueas también tienen viriones en forma de espiral o formas inusuales, lo que puede indicar que dicha morfología es una forma antigua que no está representada entre los virus que infectan eucariotas y otros procariotas.[1]
Datos: Q18811971
Especies: Spiraviridae
Spiraviridae es una familia de virus de ADN monocatenario que infectan arqueas termófilas.
Los virus se aislaron de una fuente termal costera en la isla de Kyushu, Japón con temperaturas que alcanzaron los 100 ° C.
