Preplasmiviricota

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Preplasmiviricota

Schematischer Aufbau eines Virions der Tectiviridae

Systematik
Klassifikation: Viren
Realm: Varidnaviria[1][2]
Reich: Bamfordvirae[1]
Phylum: Preplasmiviricota
Taxonomische Merkmale
Genom: dsDNA / ssDNA
Baltimore: Gruppe 1 / 2
Wissenschaftlicher Name
Preplasmiviricota
Kurzbezeichnung
PLV
Links
ICTV Taxon History: 201908707
NCBI Taxonomy: 202208708
Schematischer Aufbau eines Virions der Adenoviridae

Preplasmiviricota ist die Bezeichnung eines Phylums von DNA-Viren in der Domäne Varidnaviria und des Reichs Bamfordvirae. Zu ihnen gehören die Virophagen, Adenoviren sowie einige weitere Familien prokaryotischer Viren. Letztere spielten nach phylogenetischen Analysen der DNA-Polymerase eine Rolle bei der Entwicklung der Superfamilie der Polinton genannten DNA-Transposons und von durch virale Infektionen herrührenden mitochondrialen und zytoplasmatischen Plasmiden.[3][4] Auf die Ähnlichkeit mit Polintons verweist auch die frühere Bezeichnung dieser Virengruppe, Polinton-like viruses ‚Polinton-ähnliche Viren‘ und das Akronym PLV.[5]

Das Genom dieser Viren ist eine Doppelstreng-DNA (dsDNA), mit Ausnahme der Klasse Ainoaviricetes (mit den Finnlakeviridae), die eine zirkuläre Einzelstrang-DNA besitzen (ssDNA).

Die vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) offiziell bestätigten Virophagen gehören derzeit (Stand 30. April 2024) alle der Klasse Maveriviricetes an. Es gibt aber offenbar auch andere PLVs, die als Virophagen ein Helfervirus für die Co-Infektion von Riesenviren benötigen. Ein Beispiel ist Gezel-14T (alias Phaeocystis globosa virus-virophage), das zusammen mit dem Phaeocystis-globosa-Virus PgV-14 (PgV-14T, Spezies Tethysvirus hollandense, Mesomimiviridae) die Alge Phaeocystis globosa infiziert. Die Co-Infektion mit Gezel-14T verringert die Fitness des viralen Wirts PgV-14T, aber nicht so stark, dass die zelluläre Wirtspopulation von P. globosa völlig verschont bliebe.[6][A. 1].

Integration ins Genom des zellulären Wirts

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Spezl (Spezies Mavirus cafeteriae, Lavidavirales) ist ein Virophage, der sich in das Genom seines zellulären Wirts von der Gattung Cafeteria (C. roenbergensis bzw. C. burkhardae) integrieren kann. Dieses Mavirus benötigt als Helfervirus das Cafeteria-roenbergensis-Virus (CroV, Spezies Rheavirus sinusmexicani, Mimiviridae). Da das Mavirus die Entwicklung und Vermehrung seines Helfervirus beeinträchtigt, ist es ein Virophage. Es kann sich Polinton-artig in das Genom der Zellen von Cafeteria integrieren, und so dessen Populationen zur Immunität gegen CroV verhelfen.[8]

Wie Christopher Bellas und Ruben Sommaruga im Januar 2021 berichteten, sind in der Wassersäule des Gossenköllesees in Nordtirol Polinton-artigen Gensequenzen reichlich vertreten. Das Virom (die Gesamtheit der Virus-Gensequenzen) des Sees hat Bezüge zu Polintons, PLVs und Virophagen. Dabei integrieren sich 16 der gefundenen Genome in die Genome ihrer eukaryotischen Wirte als sog. endogene virale Elemente (endogenous viral elements, EVEs). Zu diesen Wirten gehören Eipilze und Chrysophyceae, offenbar auch der Bodenpilz Spizellomyces punctatus.[9][10] Offenbar sind auch Gezel-14T-ähnliche PLVs in Phaeocystis-Genome integriert.[6]

Das könnte bedeuten, dass die Möglichkeit zur Integration ins Wirtsgenom unter den Preplasmiviricota buw. PLVs weit verbreitet ist.[6]

Evolution

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Vermutlich haben sich aus den kleineren Viren dieses Phylums die Riesenviren im Phylum Nucleocytoviricota entwickelt (in diesem Fall wäre das Phylum Preplasmiviricota paraphyletisch). Nach dieser Annahme haben die Riesenviren ihr Virion- und Genom-Größe immer weiter vergrößert:

Zu den von Riesenviren erworbenen Genen gehören u. a. Gene für die Translation und solche, die gewöhnlich als sehr resistent und widerstandsfähig gegen Horizontalen Gentransfer gelten.[11][12][13][14][15]

Auch wenn es sich bei den Preplasmiviricota tatsächlich um ein paraphyletisches Taxon handeln sollte, wird es für die Taxonomie der Viren verwendet, da die zugehörigen Taxa miteinander verwandt sind und charakteristische Merkmale aufweisen, die sie von Riesenviren unterscheiden.

Systematik

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Finnlakevirus, Finnlakeviridae

Die Preplasmiviricota bilden innerhalb des Reichs der Bamfordvirae die Schwestergruppe des Phylums Nucleocytoviricota (Nucleocytoplasmic large DNA viruses, NCLDVs), das die Eukaryoten infizierenden Riesenviren enthält.

Ihre innere Systematik ist gemäß International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV)[16] – ergänzt um Vorschläge (in Anführungszeichen) entsprechend der Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI)[17] – mit Stand Mai/Juni 2024 wie folgt:

Sputnik, Lavida­viridae

Phylum Preplasmiviricota (früher Polinton-artige Viren, engl. polinton-like viruses, PLVs)

  • Klasse Maveriviricetes
    • Ordnung Divpevirales mit Familie Ruviroviridae
    • Ordnung Lavidavirales mit Familie Maviroviridae
    • Ordnung Mividavirales mit Familie Sputniviroviridae
    • Ordnung Priklausovirales mit Familien Burtonviroviridae, Dishuiviroviridae, Gulliviroviridae, Omnilimnoviroviridae
  • Klasse Polintoviricetes
  • Familien ohne Klassen- oder Ordnungszuweisung:

Etymologie

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Preplasmiviricota ist ein Kofferwort (Portmanteau) aus „Precursor“ (Präkursor, Vorläufer) und „Plasmide“, versehen mit dem Suffix -viricota für Phyla von Viren.[3]

Gezel-14T

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Wie Sheila Roitman et al. im Januar 2023 berichteten, wird Phaeocystis-globosa-Virus PgV-14 (PgV-14T, offiziell Tethysvirus hollandense) parasitiert von „Preplasmiviricota sp. Gezel-14T“ (PLV ‘Gezel-14T), einem nahen Verwandten oder Alias von „Phaeocystis globosa virus-virophage“ (PgVV).[21] Gezel-14T ist jedoch wahrscheinlich kein Mitglied der Preplasmiviricota-Klasse Maveriviricetes (jedenfalls nicht der früheren Familie Lavidaviridae, aus der die Maveriviricetes hervorgingen) mit den anderen bekannten Virophagen. Die Koinfektion mit Gezel-14T verringert die Fitness des viralen Wirts, indem sie die Menge der erzeugten PgV-14T-Virionen zum Zeitpunkt der Freisetzung reduziert, jedoch nicht so stark, dass die Population der Wirtszelluläre Wirtspopulation völlig verschont bleibt. Die Ergebnisse zeigen, dass Gezel-14T-ähnliche PLVs (Polinton-artige Viren, alias Preplasmiviricota) sich ins Phaeocystis-Genome integrierten, was auch bei der Virophagen-Gattung Mavirus beobachtet wurde. Dies legt nahe, dass diese weit verbreiteten Viren zur Integration in zelluläre Wirtsgenome fähig sind.[6]

Anmerkungen

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  1. ↑ Offenbar kommt ein spezielles Isolat von Gezel-14T auch mit dem Stamm PgV-16T derselben Virusspezies T. hollandense zurecht.[7]
  2. ↑ Die Viren der Familie Skuldviridae infizieren als Asgardviren Archaeen, darunter Lokiarchaeia
  3. ↑ Die Viren der Familie Chaacviridae infizieren Euryarchaeota der Ordnung Methanophagales[20]
  4. ↑ Gezel-14T parasitiert Phaeocystis-globosa-Virus PgV-14 und 16 (PgV-14T und PgV-16T, beide Spezies Tethysvirus hollandense)
  5. ↑ a b AHEV 'L' Virophage 1 und 2 parasitieren Adoxophyes honmai entomopoxvirus Stamm 'L', (AHEV oder AdhoEPV, Gattung Betaentomopoxvirus), Fundort: Japan
  6. ↑ Der CBEV 'L' Virophage parasitiert Choristoneura biennis entomopoxvirus Stamm 'L' (CBEV oder CbEPV, Gattung Betaentomopoxvirus)
  7. ↑ Der „Comedo Virophage“ parasitiert „Platanovirus saccamoebae“ KSL5
  8. ↑ marin, Polinton-like virus (PLV) und möglicher Virophage
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  • Julien Thézé, Jun Takatsuka, Madoka Nakai, Basil Arif, Elisabeth A. Herniou: Gene Acquisition Convergence between Entomopoxviruses and Baculoviruses. In: MDPI: Viruses, Band 7, Nr. 4, 13. April 2015, S. 1960–1974; doi:10.3390/v7041960 (englisch).
  • Emily E. Chase, Christelle Desnues, Guillaume Blanc: Integrated viral elements suggest the dual lifestyle of Tetraselmis spp. Polinton-like viruses. In: Virus Evolution, Band 8, Nr. 2, 27. Juli 2022, veac068; doi:10.1093/ve/veac068, ResearchGate (englisch).
  • Christopher Bellas, Thomas Hackl, Marie-Sophie Plakolb, Anna Koslová, Matthias G. Fischer, Ruben Sommaruga: Large-scale invasion of unicellular eukaryotic genomes by integrating DNA viruses. In: PNAS, Band 120, Nr. 16, 18. April 2023, e2300465120; doi:10.1073/pnas.2300465120, PMID 37036967, PMC 10120064 (freier Volltext), Epub 10. April 2023 (englisch).

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b ICTV: ICTV Master Species List 2019.v1, New MSL including all taxa updates since the 2018b release, March 2020 (MSL #35, englisch)
  2. ↑ ICTV: ICTV Master Species List 2020.v1, New MSL including all taxa updates since the 2019 release, March 2021 (MSL #36, englisch)
  3. ↑ a b Eugene V. Koonin, Valerian V. Dolja, Mart Krupovic, Arvind Varsani, Yuri I. Wolf, Natalya Yutin, M. Zerbini, Jens H. Kuhn: Create a megataxonomic framework, filling all principal taxonomic ranks, for DNA viruses encoding vertical jelly roll-type major capsid proteins (Proposal 2019.003G). (zip:docx) In: International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV). 18. Oktober 2019; (englisch).
  4. ↑ Kathryn M. Kauffman, Fatima A. Hussain, Joy Yang, Philip Arevalo, Julia M. Brown, William K. Chang, David VanInsberghe, Joseph Elsherbini, Radhey S. Sharma, Michael B. Cutler, Libusha Kelly, Martin F. Polz: A Major Lineage of Non-Tailed dsDNA Viruses as Unrecognized Killers of Marine Bacteria. In: Nature. 554. Jahrgang, Nr. 7690, 24. Januar 2018, S. 118–122, doi:10.1038/nature25474, PMID 29364876 (englisch).
  5. ↑ Natalya Yutin, Sofiya Shevchenko, Vladimir Kapitonov, Mart Krupovic, Eugene V. Koonin: A novel group of diverse Polinton-like viruses discovered by metagenome analysis. In: BMC Biology, Band 13, Nr. 95, 11. November 2015; doi:10.1186/s12915-015-0207-4 (englisch).
  6. ↑ a b c d e Sheila Roitman, Andrey Rozenberg, Tali Lavy, Corina P. D. Brussaard, Oded Kleifeld, Oded Béjà: Isolation and infection cycle of a polinton-like virus virophage in an abundant marine alga. In: Nature Microbiology. Band 8, 26. Januar 2023, S. 332–346; doi:10.1038/s41564-022-01305-7.
  7. ↑ a b NCBI Nucleotide: txid1335638[Organism:noexp] AND PgV-16T.
  8. ↑ Matthias G. Fischer, Thomas Hackl: Host genome integration and giant virus-induced reactivation of the virophage mavirus. In: Nature. 540. Jahrgang, Nr. 7632, Dezember 2016, S. 288–291, doi:10.1038/nature20593, PMID 27929021, bibcode:2016Natur.540..288F (englisch).
  9. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Spizellomyces punctatus (W.J. Koch) D.J.S. Barr, 1980 (spezies) [Phlyctochytrium punctatum W.J. Koch, 1957].
  10. ↑ a b Christopher M. Bellas, Ruben Sommaruga: Polinton-like viruses are abundant in aquatic ecosystems. In: BMC: Microbiome, Band 9, Nr. 13, 12. Januar 2021; doi:10.1186/s40168-020-00956-0. Dazu
  11. ↑ Eugene V. Koonin, Natalya Yutin: Chapter Five - Evolution of the Large Nucleocytoplasmic DNA Viruses of Eukaryotes and Convergent Origins of Viral Gigantism. In: Advances in Virus Research, Band 103, 2019, 2019, Pages 167–202, doi:10.1016/bs.aivir.2018.09.002, PMID 30635076, Epub 10. November 2018; ResearchGate, Januar 2018 (englisch).
  12. ↑ Natalya Yutin, Yuri I. Wolf, Eugene V. Koonin: Origin of giant viruses from smaller DNA viruses not from a fourth domain of cellular life. In: Virology, Band 466–467, Oktober 2014, S. 38–52; doi:10.1016/j.virol.2014.06.032, PMID 25042053, PMC 4325995 (freier Volltext), ResearchGate (englisch).
  13. ↑ Jonathan Filée: Route of NCLDV evolution: the genomic accordion. In: Current Opinion in Virology, Band 3, Nr. 5, Oktober 2013, S. 595–599; doi:10.1016/j.coviro.2013.07.003 (englisch).
  14. ↑ David Moreira, Céline Brochier-Armanet: Giant viruses, giant chimeras: The multiple evolutionary histories of Mimivirus genes. In: BMC Ecology and Evolution: Evolutionary Biology, Band 8, Nr. 12, 18. Januar 2008; doi:10.1186/1471-2148-8-12, PMID 18205905, PMC 2263039 (freier Volltext) (englisch).
  15. ↑ Tom Williams, T. Martin Embley, Eva Heinz: Informational Gene Phylogenies Do Not Support a Fourth Domain of Life for Nucleocytoplasmic Large DNA Viruses. In: PLoS ONE, Band 6, Nr. 6, 16. Juni 2011, S. e21080; doi:10.1371/journal.pone.0021080, ResearchGate (englisch).
  16. ↑ Current ICTV Taxonomy Release: Taxonomy Browser. (html) In: International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV). Abgerufen am 29. September 2023 (englisch).
  17. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Preplasmiviricota, Details: Preplasmiviricota (phylum).
  18. ↑ Mart Krupovic, Valerian V. Dolja, Eugene V. Koonin: The LUCA and its complex virome. In: Nature Reviews Microbiology, Band 18, Nr. 11, 14. Juli 2020, S. 661–670; doi:10.1038/s41579-020-0408-x, PMID 32665595, EuropePMC:32665595, ResearchGate (englisch).
  19. ↑ Sofia Medvedeva, Jiarui Sun, Natalya Yutin, Eugene V. Koonin, T. Nunoura, Christian Rinke, Mart Krupovic: Create one new order, ‘Atroposvirales’ and two new families, ‘Verdandiviridae’ and ‘Skuldviridae’ for classification of viruses of Asgardarchaeota. Vorschlag 2022.002A vom Oktober 2021. Im Webarchiv als Memento vom 7. März 2023.
  20. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Chaacviridae.
  21. ↑ a b NCBI Taxonomy Browser: Phaeocystis globosa virus virophage, syn. Preplasmiviricota sp. Gezel-14T (species), Nucleotide: txid1335638[Organism:noexp], Preplasmiviricota sp. Gezel-14T.
  22. ↑ a b Said Mougari, Dehia Sahmi-Bounsiar, Anthony Levasseur, Philippe Colson, Bernard La Scola: Virophages of Giant Viruses: An Update at Eleven. In: Viruses. Band 11, Nr. 8, 2019, ISSN 1999-4915, S. 733, doi:10.3390/v11080733, PMID 31398856, PMC 6723459 (freier Volltext).
  23. ↑ Meriem Bekliz, Philippe Colson, Bernard La Scola: The Expanding Family of Virophages. In: MDPI Viruses. Band 8, Nr. 11 (Special Issue Viruses of Protozoa), 23. November 2016, S. 317, doi:10.3390/v8110317.
  24. ↑ a b c NCBI Taxonomy Browser: unclassified virophages.
  25. ↑ Bärbel Hauröder, Liane Junglas, Silke Loch, Rolf Michel, Karl-Dieter Müller, Claudia Wylezich: Experimental co-infection of Saccamoeba lacustris with Mimivirus-like Giant virus and a small Satellite virus. In: Endocytobiosis and Cell Research, Band 29, 15. Mai 2018; OpenAgrar, ResearchGate, Uni Jena.
  26. ↑ Bärbel Hauröder, Claudia Wylezich, Liane Junglas, Silke Loch, Jenny Eisenkolb, Rolf Michel: New Giant Virus in Free-Living Amoeba. In: Wiley Analytical Science: Imaging & Microscopy / Mikroskopie — Ionen- und Elektronenmikroskopie, 20. Juli 2018; Wiley, imaging-git (englisch).
  27. ↑ Said Mougari, Meriem Bekliz, Jonatas Abrahao, Fabrizio Di Pinto, Anthony Levasseur, Bernard La Scola: Guarani Virophage, a New Sputnik-Like Isolate From a Brazilian Lake. In: Frontiers in Microbiology. Band 10, 3. Mai 2019, ISSN 1664-302X, doi:10.3389/fmicb.2019.01003, PMID 31130943, PMC 6510173 (freier Volltext). – (Volltext als PDF Auf: semanticscholar.orgPDF)
  28. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Tetraselmis viridis virus S1 (species), Nucleotide: NC_020869.1 Tetraselmis viridis virus S1 genomic sequence.
  29. ↑ Darius Kazlauskas, Mart Krupovic, Česlovas Venclovas: The logic of DNA replication in double-stranded DNA viruses: insights from global analysis of viral genomes. In: Nucleic Acids Research. Band 44, Nr. 10, 2. Juni 2016, S. 4551–4564; doi:10.1093/nar/gkw322 (englisch).
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