Мимивирус (APMV) — гигантен вирус: откриване, структура и геном

Мимивирус (APMV) — гигантен вирус: откриване, структура и геном. Открит в амеби, с уникален капсид и сложен геном — преглед на откритието, строежа и генетиката.

Мимивирусът е изключително голям вирус. Открит е през 1992 г. и представя необичайни за вирусите характеристики — голям физически размер, голям геном и наличие на множество гени, свързани с транслацията и метаболитни функции.

Откриване и първоначално идентифициране

APMV е открит случайно в амебата Acanthamoeba polyphaga. Вирусът е видян при оцветяване по Грам и погрешно е сметнат за грам-положителна бактерия. Заради тази своя „бактерия-подобна“ поява и големина той е наречен „мимивирус“ (mimicking microbe — имитиращ микроб).

Първоначалното объркване при оцветяването и микроскопските наблюдения подчертава колко нетипични са тези частици в сравнение с класическите вируси. Първите по-задълбочени описания и геномни анализи бяха публикувани в началото на XXI век, което доведе до преосмисляне на дефиницията и границите на вирусното царство.

Таксономия и родствени групи

Това е или вирусен род с един вид - Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV), или група от филогенетично свързани големи вируси (MimiN). В речта APMV обикновено се нарича "мимивирус".

До октомври 2011 г., когато е описан още по-големият вирус Megavirus chilensis, той е най-големият (диаметър на капсида) от всички известни вируси. След това откритията на други „гигантски вируси“ (напр. Pandoravirus, Pithovirus, Mollivirus и др.) още повече разшириха това разнообразие.

Структура на вириона

• Мимивирусът има icosahedral (двадесетстенна) форма на капсидa, обвит с плътни повърхностни влакна (фибри).
• Диаметърът на капсида обикновено се дава като приблизително 400–500 nm; с прилежащите външни фибри общият размер на частицата може да достигне около 700–750 nm, което го прави видим при светлинен микроскоп.
• Под капсида има вътрешна липидна мембрана и голяма нуклеокапсидна структура, в която е опакован двуверижният ДНК геном.

Геном и кодирани функции

Мимивирусът има голям и сложен геном в сравнение с повечето други вируси. Геномът е редица до около 1,2 мегабази (приблизително 1,0–1,2 Mb), кодиращ стотици до около хиляда белтъчни кодиращи гени и няколко тРНК. Разбивките и точният брой варират с различните изолати, но характерното е наличието на гени, които при другите вируси са редки или липсват изцяло.

Сред необичайните открития в генома са:

• гени, свързани с процеси на транслация (напр. някои аминокиселинни тРНК-синтетази и транслационни фактори);
• гени за ДНК репликация, ремонт и транскрипция;
• множество гени с неизвестна функция и гени, вероятно придобити чрез хоризонтален генен трансфер от бактерии, други вируси и еукариоти.

Това богатство от гени доведе до дискусии сред учените за произхода на гигантските вируси — дали те произхождат от редуцирали се клетки, или са натрупали гени чрез множество трансфери. Появиха се и провокативни хипотези за тяхната роля в еволюцията на животинските и протистните линии.

Цикъл на инфекция и репликация

За разлика от много малки вируси, мимивирусът навлиза в амебата предимно чрез фагоцитоза (поради своя размер амебата го „поглъща“). След навлизане се формира цитоплазмен „вирусен завод“ — обособена зона в цитоплазмата, където протича транскрипцията и репликацията на генома и асамблирането на нови вириони. Наличието на образуванието „вирусен завод“ е характерно за много големи нуклеоцитоплазмени ДНК вируси (NCLDV).

Медицинско и научно значение

Мимивирусите промениха представите на вирусологията за границите между вируси и клетки. Някои открития породиха публични и научни дискусии за евентуалната роля на такива вируси при човешки заболявания: APMV е откриван в проби от пациенти с пневмония и в серологични изследвания, но пряката причинно-следствена връзка остава спорна и не е напълно доказана.

Научно значение:

• модел за изучаване на еволюция на геномите и хоризонтален трансфер;
• разширяване на нашето разбиране за възможните „инструменти“ на вирусите (напр. гени, свързани с транслацията);
• влияние върху концепциите за произхода на еукариотите и за дефиницията на живота.

Заключение

Мимивирусът, съкратено от "имитиращ микроб", се нарича така заради големия си размер и свойствата си да оцветява по Грам. Този открит организъм/вирус остава един от най-интересните обекти във вирусологията — неговата големина, структура и богат геном продължават да стимулират изследвания, дискусии и открития относно границите между вируси и клетки, както и еволюционните процеси, които оформят геномите.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява мимивирусът?

В: Как е открит APMV?

В: Какво е пълното име на APMV?

В: Как обикновено се нарича мимивирусът?

В: Мимивирусът ли е най-големият вирус, известен доскоро?

В: Как е получил името си Mimivirus?

В: Мимивирусът един вид ли е, или е група от сродни вируси?

Търсене по буква