Virus Mycobacterium D29 - Mycobacterium virus D29 - Wikipedia
| Virus Mycobacterium D29 | |
|---|---|
Klasifikace virů  | |
| (bez hodnocení): | Virus |
| Oblast: | Duplodnaviria |
| Království: | Heunggongvirae |
| Kmen: | Uroviricota |
| Třída: | Caudoviricetes |
| Objednat: | Caudovirales |
| Rodina: | Siphoviridae |
| Rod: | Fromanvirus |
| Druh: | Virus Mycobacterium D29 |
Virus Mycobacterium D29 (D29) je mykobakteriofág skupiny A patřící do skupiny Siphoviridae rodina virů, byla objevena v roce 1954 S. Fromanem.[1] D29 je pozoruhodný svou schopností infikovat M. tuberculosis (původce tuberkulóza ). D29 je dvouvláknová DNA mykobakteriofág. Je to lytický fág, to znamená, že D29 má lytickou cestu infekce místo lysogenní cesta infekce. S virem mycobacterium D29 nejsou spojena žádná onemocnění spojená s člověkem.
Virová klasifikace
Mycobacterium virus D29 je a Caudovirales virus patřící k Siphoviridae rodina.[2] Obvykle se označují jako fágy podobné T5. Mycobacterium fág T5 byl prvním ze siphovirů nalezených se strukturou konzistentní s viry Siphoviridae, a proto jsou označovány jako fágy podobné T5.
Mykobakteriofágy jsou rozděleny do 33 genomicky odlišných skupin. 26 z těchto skupin je známo jako klastry (klastr A-Z) a existuje 7 singletonových skupin. D29 patří do klastru A, podskupiny A2. Podskupina A2 se vyznačuje tím, že je jednou z mála skupin, o nichž je známo, že infikují tuberkulózu, spolu s fágy A3 a Cluster K. To je důležité, protože zdůrazňuje tyto klastry a podskupiny pro potenciální význam při řešení tuberkulózy, protože je stále jednou z hlavních příčin úmrtí v určitých částech světa.
Genom
Virus Mycobacterium D29 je dvouvláknový DNA mykobakteriofág, který má délku genomu 49127 párů bází (bp) a kóduje celkem 77 kódujících proteinů geny. V genomu D29 je také přítomno pět genů tRNA (geny 6-9,2). Obsah G + C v genomu D29 je 63,6%, což je podobné jako u ostatních fágů podobných T5.
Sekvenování D29 ukázalo, že je skutečně velmi podobné jako u některých fágů podobných T5. L5 a některé další siphoviry mají podobné uspořádání jako genomy jako D29. Místo připojení pro D29 je ve svém genomu na velmi podobném místě jako u L5. Místo připojení rozděluje genom na levé a pravé rameno genomu. Levá ruka D29 je přibližně z 80% identická s L5, pokud jde o nukleové kyseliny. Pravé rameno je místo, kde leží rozdíly mezi D29 a L5 (a některými dalšími fágy podobnými T5), sekvence pravého ramene jsou vysoce příbuzné mezi D29 a L5, ale „přerušované segmenty nesouvisející DNA“.[3] Pravý konec genomu D29 má deleci 3,6 kb ve srovnání s delecí L5 na zcela pravém konci ramene. Zdá se, že tato delece ovlivňuje represorový gen 71 a okolní geny. Zdá se, že to je důvod, proč je D29 lytický fág místo mírného fága jako L5.
Levé rameno D29 kóduje gen 1 prostřednictvím genu 33, z nichž některé jsou zapojeny do podjednotek hlavy, podjednotek ocasu, pěti genů tRNA a integrázy. Funkce pro více různých genů nejsou známy. Pravé rameno kóduje geny 34,1 až 89. Ne všechny tyto geny kódují proteiny, ale pravé rameno pravděpodobně kóduje DNA polymeráza „Haloperoxidáza, potenciálně DNA primáza a několik dalších, které jsou pouze hypotetické.
Replikace
Virus Mycobacterium D29 je velký fág DNA, to znamená, že nese velký genom. S délkou genomu delší než 49 000 bp se má za to, že D29 má velkou velikost genomu. Velké velikosti genomu obecně poukazují na proces replikace, který se běžně označuje jako model replikace DNA s postupným kruhem. DNA je zabalena a lineárně uložena v proteinové hlavě fága. Ale po infikování buněk je lineární genom přeměněn na kruh, což umožňuje kontinuální syntézu DNA. Délka kruhové DNA je stejná jako délka lineární délky DNA, kromě toho, že chybí jeden terminální úsek opakování. Tato forma replikace DNA je u mykobakteriofágů velmi běžná.
Uvolnění fágu
Uvolňování mykobakteriofágů z hostitele se provádí postupem, který pracuje po celou dobu replikace a sestavení fága. Protože D29 probíhá pouze lytickou cestou infikování hostitelů, vede D29 infekce mykobakteria vždy k smrti hostitele. Lýza je postup, při kterém se fág nevratně připojí k buňce a vstříkne svou DNA do hostitele a poté, co se shromáždí částice fága, buněčná stěna je rozbitý nebo lyžovaný a uvolňuje fág do prostředí pro další infekci. D29 má tři geny, které k dosažení tohoto cíle fungují společně. Gen gp10, který kóduje protein Lysin A, gen gp11, který kóduje protein Holin protein a gen gp12, který kóduje lysin B.[4] Společně tyto tři proteiny mají smrtelný účinek na infikované bakterie. Holiny v podstatě tvoří póry v buněčné membráně hostitele. Tyto póry umožňují Lysinu A a Lysinu B spolupracovat, aby dosáhly a porušily peptidoglykan rozbít buněčné stěny. Tento proces uvolňuje nově sestavené částice fága do prostředí, ale také zabíjí buňku.
Struktura
Morfotypem viru mycobacterium D29 je morfotyp Siphoviridae. Je známo, že rodina má icosahedral hlava, s dlouhými, pružnými, nestažitelnými, tenkými ocasy. D29 má průměrný průměr hlavy kolem 80 nm. Ocasy se pohybují mezi 3 různými velikostmi, ocasy mohou mít délku asi 150, 300 nebo 450 nm.[5] Ocas má průměrný průměr přibližně 12 nm. Ocas vede k místu na distálním konci, kde existují tři ocasní vlákna ve tvaru písmene L, v tomto bodě „trubkový ocas prochází přechodem v místě uchycení ocasního vlákna do kuželovitého tvaru, který se zužuje do jediného přímého ocasního vlákna“ . Tato strukturální měření jsou běžná v celém fágu podobném T5. Jako fágy podobné T5 se odkazuje na morfologii fága nebo strukturu a vnější vzhled. Některé z fágů podobných T5 jsou však extrémně podobné D29 v jiných ohledech, jako je například zmíněný fág L5.
Existuje 6 strukturních polypeptidů bílkoviny ve virové struktuře tři větší polypeptidy pojmenované polypeptid III, polypeptid IV a polypeptid VI. Existují tři menší polypeptidy známé jako polypeptid I, polypeptid II a polypeptid V. Ve viru nejsou přítomny žádné lipidy nebo tyto viry vyžadují.
Tropismus
D29 může infikovat širokou škálu mykobakterií.[6] Je známo, že hostitelský rozsah D29 je široký, což naznačuje schopnost vázat se na receptory, které jsou běžné u mnoha typů mykobakterií. Tyto receptory nejsou v současné době dobře zdokumentovány ani studovány, některé jsou známé, ale málo. Tyto mykobakteriální druhy zahrnují obě patogenní bakterie (např. M. tuberculosis) a nepatogenní bakterie (např. M. smegmatis).
Díky tomu je D29 poměrně účinným kontrolním fágem ve studiích zahrnujících mykobakteriofágy. Mykobakteriofágy nejsou pro člověka nebezpečné, protože nemohou ovlivnit buňky lidského těla ani bakterie žijící v lidském biomu.
Fágová terapie
D29 slouží jako potenciální kandidát na bakteriofág používaný v fágová terapie. Díky širokému rozsahu hostitelů a schopnosti infikovat M. tuberculosis, silně se předpokládá, že D29 by mohl být účinně použit v bezpečném boji proti nebezpečným patogenům. Například D29 by byl schopen infikovat M. tuberculosis aniž by to skutečně ovlivnilo lidského hostitele. Je to z důvodu nelyzogenních schopností D29. Vzhledem k tomu, že D29 se účastní pouze lytického cyklu, D29 zabíjí infikované bakterie, což je požadovaný účinek, pokud jde o fágovou terapii.
Rovněž bylo navrženo, že namísto použití D29 a dalších takových fágů k aktivnímu potírání současné infekce (například tuberkulózy) se fágy podávají rodinným příslušníkům a dalším pracovníkům v konstantní těsné blízkosti infikovaného jedince, aby odložili získávání patogen. Tato efektivní metoda byla pouze navržena a skutečná účinnost strategie musí být ještě otestována.
Reference
- ^ „Databáze aktinobakteriofágů | Fág D29“. phagesdb.org. Citováno 2. listopadu 2017.
- ^ Granoff, Allan; Webster, Robert (1999). Encyklopedie virologie (Druhé vydání.). Akademický tisk. ISBN 978-0-12-227033-8.
- ^ Ford, Michael E; Sarkis, Gary J; Belanger, Aimee E; Hendrix, Roger W; Hatfull, Graham F (1998). „Struktura genomu mykobakteriofága D29: důsledky pro vývoj fága“. Journal of Molecular Biology. 279 (1): 143–164. doi:10.1006 / jmbi.1997.1610. PMID 9636706.
- ^ Amol Arunrao Pohane; Himanshu Joshi; Vikas Jain (13. února 2014). „Molekulární disekce fágového endolysinu: Interdoménová interakce uděluje specificitu hostitele v Lysinu A z Mycobacterium fága D29“ (PDF). Citováno 2. listopadu 2017.
- ^ Schäfer, R; Huber, U; Franklin, RM (1977). "Chemické a fyzikální vlastnosti mykobakteriofága D29". Eur J Biochem. 73 (1): 239–46. doi:10.1111 / j.1432-1033.1977.tb11312.x. PMID 837938.
- ^ Swift, Benjamin M. C .; Gerrard, Zara E .; Huxley, Jonathan N .; Rees, Catherine E. D. (2014). „Faktory ovlivňující infekci fágem D29: nástroj pro vyšetřování různých růstových stavů mykobakterií“. PLOS ONE. 9 (9): e106690. Bibcode:2014PLoSO ... 9j6690S. doi:10.1371 / journal.pone.0106690. PMC 4153674. PMID 25184428.