Oblast

Ve virologii je říše  nejvyšší taxonomickou úrovní vytvořenou pro viry Mezinárodním výborem pro taxonomii virů ( ICTV ), který dohlíží na práci na taxonomii virů. Je rozpoznáno šest říší virů, které spojují specifické vysoce konzervované rysy:

Hodnost říše odpovídá hodnosti domény používané pro buněčné organismy, ale liší se tím, že viry v říši nemusí mít nutně společného předka, tj. společné předky , a říše samotné společného předka nemají. Místo toho sféry seskupují viry na základě určitých vlastností, které přetrvávají v průběhu času. Tyto vlastnosti lze získat během jedné nebo více událostí . Zatímco historicky bylo obtížné určit hluboké evoluční vztahy mezi viry, v 21. století umožnily metagenomika a kryogenní elektronová mikroskopie provést nezbytný výzkum, který vedl k definici říše Riboviria v roce 2018, tří říší v roce 2019 a dva v roce 2020.

Název

V dokumentech ICTV se nejvyšší taxonomická třída virů nazývá realm , z  angličtiny.  -  "království", "království". Pro tuto hodnost neexistuje žádný zavedený ruský termín. Jevgenij Kunin navrhuje variantu „empire“ [1] , navrhuje se varianta „sphere“, rovněž anglický výraz lze přepsat [2] .

Jména sfér se skládají z popisné první části a přípony -viria [3] . První část názvu Duplodnaviria znamená „dvojitá DNA“, tato sféra zahrnuje viry s dvouvláknovou DNA [4] , první část názvu Monodnaviria znamená „jednovláknová DNA“, tato sféra zahrnuje viry s jednovláknovou DNA [5 ] , první část jména Ribozyviria je převzata z názvu ribonukleové kyseliny (RNA) [6] a první část jména Varidnaviria doslova znamená „ různá DNA “ [7] . Pro viroidy se používá přípona -viroidia a pro satelity je přípona -satellitia [3] , ale od roku 2019 nejsou rozlišovány ani viroidní, ani satelitní říše [8] .

Realms

Duplodnaviria

Duplodnaviria obsahuje viry dvouřetězcové DNA (dsDNA), které kódují hlavní kapsidový protein (MCP) s HK97 násobkem. Viry v této sféře také sdílejí řadu dalších charakteristik souvisejících se sestavením kapsidy a kapsidy, včetně ikosaedrického tvaru kapsidy a přítomnosti enzymu terminázy , který balí virovou DNA do kapsidy během sestavování viru. Říše zahrnuje dvě skupiny virů: ocasaté bakteriofágy, které infikují prokaryota, jsou zařazeny do řádu Caudovirales a herpesviry , které infikují zvířata, jsou zařazeny do řádu Herpesvirales [4] .

Vztah mezi Caudovirales a Herpesvirales nebyl stanoven, protože mohou mít buď společného předka, nebo Herpesvirales může být kladem v rámci Caudovirales . Společným rysem Duplodnaviria je, že způsobují latentní infekce bez replikace, ale jsou schopny se replikovat v budoucnu [9] [10] . Caudovirales jsou široce rozšířeny po celém světě [11] , hrají důležitou roli v mořské ekologii [12] a jsou předmětem mnoha studií [13] . Herpes viry jsou známé tím, že způsobují řadu kožních onemocnění, včetně herpes simplex , planých neštovic a herpes zoster , stejně jako Kaposiho sarkom [14] [15] [16] .

Monodnaviria

Monodnaviria obsahuje jednořetězcové DNA (ssDNA) viry, které tvoří endonukleázu superrodiny HUH , která iniciuje replikaci rotujícího kruhu . Prototypy zástupců této říše se nazývají CRESS-DNA viry , mají kruhové genomy jednovláknové DNA. Z nich pocházejí viry ssDNA s lineárním genomem a některé viry s dvouvláknovou DNA s cirkulárním genomem jsou potomky virů ssDNA [5] .

CRESS-DNA viry zahrnují tři království, která infikují prokaryota: Loebvirae , Sangervirae a Trapavirae . Říše Shotokuvirae obsahuje eukaryotické CRESS-DNA viry a atypické členy Monodnaviria [5] . Eukaryotické Monodnaviria jsou spojovány s mnoha nemocemi, mezi něž patří papilomaviry a polyomaviry , které způsobují mnoho rakovin [17] [18] a geminiviry , které infikují mnoho důležitých plodin [19] .

Riboviria

Riboviria obsahuje všechny viry obsahující RNA kódující RNA-dependentní RNA polymerázu (RdRp) přiřazenou říši Orthornavirae a všechny viry kódující reverzní transkriptázu (RT) přiřazenou říši Pararnavirae . Tyto enzymy jsou životně důležité v životním cyklu viru, protože RdRp kopíruje virovou mRNA a replikuje genom a RT se také účastní replikace genomu [6] . Ribovirie zahrnuje především většinu eukaryotických virů [20] .

Nejznámější choroby jsou způsobeny Ribovirií . Zahrnují onemocnění způsobená viry chřipky , HIV , koronaviry , ebolaviry a virem vztekliny [8] a také vůbec první objevený virus tabákové mozaiky [21] . Viry s reverzní transkripcí jsou hlavním zdrojem horizontálního přenosu genů prostřednictvím endogenizace v jejich hostitelském genomu a významnou část lidského genomu tvoří tato virová DNA [22] .

Varidnaviria

Varidnaviria obsahuje DNA viry, které kódují MCP se strukturou jelly roll (JR), ve které je záhyb jelly roll (JR) kolmý k povrchu virové kapsidy . Mnoho členů Varidnaviria také sdílí řadu dalších charakteristik, včetně minoritního kapsidového proteinu, který má jeden JR záhyb, ATPázy, která sbaluje genom během sestavení kapsidy, a společné DNA polymerázy . Existují dvě království: Helvetiavirae , jejíž členové mají MCP s jedním záhybem JR, a Bamfordvirae , jejíž členové mají MCP se dvěma vertikálními záhyby JR [7] .

Mořské viry Varidnaviria jsou rozšířeny po celém světě a stejně jako ocasaté bakteriofágy hrají důležitou roli v mořské ekologii [23] . Většina identifikovaných eukaryotických DNA virů patří do této říše [24] . Známé patogenní viry Varidnaviria zahrnují adenoviry , poxviry a virus afrického moru prasat [8] . Poxviry se v historii moderní medicíny objevují prominentně, zejména virus variola , který způsobil mnoho epidemií pravých neštovic [25] . Mnoho Varidnaviria je schopno stát se endogenními a virofágy poskytují zvláštní příklad toho , že poskytují ochranu svým hostitelům před obrovskými viry během infekce. [24]

Adnaviria

Oblast Adnaviria kombinuje archaální vláknité viry s lineárními genomy dvouřetězcové DNA a charakteristickými základními kapsidovými proteiny, které nemají vztah k proteinům kódovaným jinými známými viry [26] . Tato říše v současnosti zahrnuje viry ze tří čeledí: Lipothrixviridae , Rudiviridae a Tristromaviridae , které všechny infikují hypertermofilní archaea . Helix nukleoproteinu Adnaviria je složen z asymetrických jednotek obsahujících dvě molekuly MCP, homodimer v případě Rudiviridae a heterodimer paralogních MCP v případě Lipothrixviridae a Tristromaviridae [27] [28] . MCP částic ligamenviru mají jedinečný α-helikální záhyb, poprvé nalezený v MCP rudivirid Sulfolobus islandicus (SIRV2) [29] . Všichni členové Adnaviria sdílejí společnou charakteristiku, že interakce mezi MCP dimerem a lineárním genomem dvouvláknové DNA udržuje DNA ve formě A. Celý genom tedy přebírá formu A ve virionech. Stejně jako mnoho strukturně příbuzných virů v dalších dvou říších dvouřetězcových DNA virů ( Duplodnaviria a Varidnaviria ), neexistuje žádná sekvenční podobnost mezi kapsidovými proteiny virů z různých rodin tokiviricetů, což ukazuje na obrovskou rozmanitost dosud nepopsaných virů v této oblasti. virologie.

Ribozyviria

Ribozyviria . Tato sféra je charakterizována přítomností genomových a antigenomových ribozymů deltavirového typu. Mezi další společné rysy patří tyčovitá struktura a „delta antigen“ vázající RNA kódovaný v genomu [30] .

Původ

Obecně platí, že říše virů mezi sebou nesdílejí genetický vztah, na rozdíl od tří domén mikroorganismů – archaea , bakterií a eukaryot – které sdílejí společného předka. Říše seskupují viry dohromady na základě vysoce konzervovaných znaků spíše než společného původu, který se používá jako základ pro buněčnou taxonomii [31]


Původ ze sfér:

Ačkoli relams nejsou obvykle geneticky příbuzné, existují některé výjimky:

Subrealm

Ve virologii je druhou nejvyšší taxonomickou úrovní stanovenou ICTV subrealm , tj. hodnost pod říší. Podříše virů mají příponu -vira , podříše viroidů mají příponu -viroida a satelity mají příponu -satellitida . Hodnost pod subrealm je říše . Od roku 2019 nebyly taxony na úrovni subrealm popsány [3] [8] .

Historie

Až do 21. století se věřilo, že hluboké evoluční vztahy mezi viry nelze objevit kvůli jejich vysoké míře mutací a malému počtu genů. Z tohoto důvodu byl řád nejvyšší taxonomickou řadou virů od roku 1991 do roku 2017 . Ve 21. století však byly vyvinuty různé metody k prozkoumání těchto hlubších evolučních vztahů, včetně metagenomiky , která odhalila mnoho virů, které dříve nebylo možné identifikovat, a vysoce konzervované metody porovnávání vlastností , která vedla k potřebě stanovit vyšší úroveň taxonomie virů [31] .

Ve dvou hlasováních v letech 2018 a 2019 ICTV souhlasila s přijetím 15stupňového klasifikačního systému pro viry, od říše po druh [31] . Ribovirie byla identifikována v roce 2018 na základě fylogenetické analýzy RNA-dependentních polymeráz, které jsou monofyletické [6] [38] , Duplodnavirie byla identifikována v roce 2019 na základě stále většího množství důkazů, že ocasaté bakteriofágy a herpetické viry sdílejí mnoho vlastností [4] [38] , Monodnaviria vznikla v roce 2019 poté, co byla stanovena příbuznost a společný původ virů CRESS-DNA [5] [39] a Varidnaviria vznikla v roce 2019 na základě obecných charakteristik zástupců této říše [7] [40] .

Viz také

Poznámky

  1. Elena Kleschenko, Jevgenij Kunin. Svět virů, starověký a moderní . pcr.news (14. října 2021).
  2. V. V. Makarov, L. P. Buchatskij. O povaze virů a radikální změně jejich taxonomie  // Veterinární věda dnes. - 2021. - T. 10 , no. 4 . — S. 266–270 . — ISSN 2304-196X 2658-6959, 2304-196X . - doi : 10.29326/2304-196X-2021-10-4-266-270 .
  3. 1 2 3 Kód ICTV Mezinárodní kód klasifikace a nomenklatury virů  . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV) (říjen 2018). Staženo: 18. března 2020.
  4. 1 2 3 4 Vytvořte megataxonomický rámec, který vyplňuje všechny hlavní/primární taxonomické řady, pro viry dsDNA kódující hlavní kapsidové proteiny typu HK97  ( docx). Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (18. října 2019). Datum přístupu: 13. srpna 2020.
  5. 1 2 3 4 5 6 Vytvořte megataxonomický rámec, který vyplňuje všechny hlavní taxonomické úrovně, pro viry ssDNA  ( docx). Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (18. října 2019). Datum přístupu: 13. srpna 2020.
  6. 1 2 3 4 Vytvořte megataxonomický rámec, který vyplňuje všechny hlavní taxonomické úrovně, pro říši Riboviria  ( docx). Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV) (18. října 2019). Datum přístupu: 13. srpna 2020.
  7. 1 2 3 4 Vytvořte megataxonomický rámec, který vyplňuje všechny hlavní taxonomické řady, pro DNA viry kódující hlavní kapsidové proteiny vertikálního typu želé  ( docx). Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (18. října 2019). Datum přístupu: 13. srpna 2020.
  8. 1 2 3 4 Taxonomie virů: Vydání 2019 . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů. Datum přístupu: 25. dubna 2020.
  9. Magdalena Weidner-Glunde, Ewa Kruminis-Kaszkiel, Mamata Savanagouder. Herpesviral Latency—Common Themes  (anglicky)  // Pathogens. — 2020-02-15. — Sv. 9 , iss. 2 . — S. 125 . — ISSN 2076-0817 . - doi : 10.3390/patogeny9020125 .
  10. Latence viru . ViralZone . Švýcarský institut bioinformatiky. Datum přístupu: 27. srpna 2020.
  11. Juan S. Andrade-Martínez, J. Leonardo Moreno-Gallego, Alejandro Reyes. Definování základního genomu pro Herpesvirales a zkoumání jejich evolučního vztahu s Caudovirales  //  Vědecké zprávy. — 2019-12. — Sv. 9 , iss. 1 . — S. 11342 . — ISSN 2045-2322 . - doi : 10.1038/s41598-019-47742-z .
  12. Steven W. Wilhelm, Curtis A. Suttle. Viry a cykly živin v moři   // BioScience . — 1999-10. — Sv. 49 , iss. 10 . — S. 781–788 . — ISSN 0006-3568 1525-3244, 0006-3568 . - doi : 10.2307/1313569 .
  13. Eric C. Keen. Století výzkumu fágů: Bakteriofágy a formování moderní biologie: Cause to reflect  (anglicky)  // BioEssays. — 2015-01. — Sv. 37 , iss. 1 . — S. 6–9 . doi : 10.1002 / bies.201400152 .
  14. MK Kukhanová, AN Korovina, SN Kočetkov. Lidský virus herpes simplex: Životní cyklus a vývoj inhibitorů  (anglicky)  // Biochemie (Moskva). — 2014-12. — Sv. 79 , iss. 13 . — S. 1635–1652 . - ISSN 1608-3040 0006-2979, 1608-3040 . - doi : 10.1134/S0006297914130124 .
  15. Anne A. Gershon, Judith Breuer, Jeffrey I. Cohen, Randall J. Cohrs, Michael D. Gershon. Infekce virem varicella zoster  (anglicky)  // Nature Reviews Disease Primers. — 2015-12-17. — Sv. 1 , iss. 1 . — S. 15016 . — ISSN 2056-676X . - doi : 10.1038/nrdp.2015.16 .
  16. JJ O'Leary, MM Kennedy, JO McGee. Herpes virus spojený s Kaposiho sarkomem (KSHV/HHV 8): epidemiologie, molekulární biologie a tkáňová distribuce.  (anglicky)  // Molecular Pathology. - 1997-02-01. — Sv. 50 , iss. 1 . — S. 4–8 . — ISSN 1366-8714 . - doi : 10.1136/mp.50.1.4 .
  17. Papillomaviridae . ViralZone . Švýcarský institut bioinformatiky. Datum přístupu: 27. srpna 2020.
  18. Polyomaviridae . ViralZone . Švýcarský institut bioinformatiky. Datum přístupu: 27. srpna 2020.
  19. VG Malathi, P. Renuka Devi. ssDNA viry: klíčoví hráči v globálním viromu   // VirusDisease . — 2019-03. — Sv. 30 , iss. 1 . — S. 3–12 . — ISSN 2347-3517 2347-3584, 2347-3517 . - doi : 10.1007/s13337-019-00519-4 .
  20. 1 2 Yuri I. Wolf, Darius Kazlauskas, Jaime Iranzo, Adriana Lucia-Sanz, Jens H. Kuhn. Origins and Evolution of the Global RNA Virome  //  mBio / Vincent R. Racaniello. — 2018-12-21. — Sv. 9 , iss. 6 . — P.e02329–18 . - ISSN 2150-7511 2161-2129, 2150-7511 . - doi : 10.1128/mBio.02329-18 .
  21. BD Harrison, TMA Wilson. Milníky ve výzkumu viru tabákové mozaiky  (anglicky)  // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Řada B: Biologické vědy / BD Harrison, TMA Wilson. — 1999-03-29. — Sv. 354 , iss. 1383 . — S. 521–529 . - ISSN 1471-2970 0962-8436, 1471-2970 . - doi : 10.1098/rstb.1999.0403 .
  22. Pakorn Aiewsakun, Aris Katzourakis. Endogenní viry: Propojení nedávné a starověké virové evoluce  (anglicky)  // Virology. — 2015-05. — Sv. 479-480 . — S. 26–37 . - doi : 10.1016/j.virol.2015.02.011 .
  23. Kathryn M. Kauffman, Fatima A. Hussain, Joy Yang, Philip Arevalo, Julia M. Brown. Hlavní linie virů dsDNA bez ocasu jako nerozpoznaní zabijáci mořských bakterií   // Nature . — 2018-02. — Sv. 554 , iss. 7690 . — S. 118–122 . — ISSN 1476-4687 0028-0836, 1476-4687 . - doi : 10.1038/příroda25474 .
  24. 1 2 3 Mart Krupovic, Eugene V. Koonin. Polintonovi: semeniště eukaryotického viru, evoluce transpozonu a plazmidů  //  Nature Reviews Microbiology. — 2015-02. — Sv. 13 , iss. 2 . — S. 105–115 . - ISSN 1740-1534 1740-1526, 1740-1534 . - doi : 10.1038/nrmicro3389 .
  25. Hermann Meyer, Rosina Ehmann, Geoffrey L. Smith. Neštovice v posteradikační éře   // Viry . — 24. 1. 2020. — Sv. 12 , iss. 2 . - str. 138 . — ISSN 1999-4915 . - doi : 10.3390/v12020138 .
  26. Mart Krupovic, Jens H. Kuhn, Fengbin Wang, Diana P. Baquero, Valerian V. Dolja. Adnaviria: Nová říše pro archaeální vláknité viry s lineárními A-formy dvouvláknových DNA genomů  //  Journal of Virology / Rozanne M. Sandri-Goldin. — 2021-07-12. — Sv. 95 , iss. 15 . — P.e00673–21 . — ISSN 1098-5514 0022-538X, 1098-5514 . - doi : 10.1128/JVI.00673-21 .
  27. Fengbin Wang, Diana P. Baquero, Leticia C. Beltran, Zhangli Su, Tomasz Osinski. Struktury vláknitých virů infikujících hypertermofilní archaea vysvětlují stabilizaci DNA v extrémních prostředích  //  Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2020-08-18. — Sv. 117 , iss. 33 . — S. 19643–19652 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.2011125117 .
  28. Fengbin Wang, Diana P Baquero, Zhangli Su, Tomasz Osinski, David Prangishvili. Struktura vláknitého viru odhaluje rodinné vazby v archaální virosféře  //  Evoluce viru. — 1. 1. 2020. — Sv. 6 , iss. 1 . — P. veaa023 . — ISSN 2057-1577 . - doi : 10.1093/ve/veaa023 .
  29. Frank DiMaio, Xiong Yu, Elena Rensen, Mart Krupovic, David Prangishvili. Virus, který infikuje hypertermofil, enkapsiduje A-formu DNA  (anglicky)  // Science. — 22. 5. 2015. — Sv. 348 , iss. 6237 . — S. 914–917 . — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203 . - doi : 10.1126/science.aaa4181 .
  30. Vytvořte jednu novou říši ( Ribozyviria ) včetně jedné nové čeledi ( Kolmioviridae ) včetně rodu Deltavirus a sedmi nových rodů pro celkem 15 druhů  (angl.) (docx). Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV) (6. prosince 2020). Staženo: 27. května 2021.
  31. 1 2 3 Výkonný výbor Mezinárodního výboru pro taxonomii virů. Nový rozsah taxonomie virů: rozdělení virosféry do 15 hierarchických úrovní  //  Mikrobiologie přírody. — 2020-05. — Sv. 5 , iss. 5 . — S. 668–674 . — ISSN 2058-5276 . - doi : 10.1038/s41564-020-0709-x .
  32. 1 2 3 4 Mart Krupovic, Valerian V. Dolja, Eugene V. Koonin. LUCA a jeho komplexní virom  //  Nature Reviews Microbiology. — 2020-11. — Sv. 18 , iss. 11 . — S. 661–670 . - ISSN 1740-1534 1740-1526, 1740-1534 . - doi : 10.1038/s41579-020-0408-x .
  33. 1 2 3 Mart Krupovic, Eugene V. Koonin. Vícenásobný původ virových kapsidových proteinů od buněčných předků  (anglicky)  // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2017-03-21. — Sv. 114 , iss. 12 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.1621061114 .
  34. Darius Kazlauskas, Arvind Varsani, Eugene V. Koonin, Mart Krupovic. Mnohonásobný původ prokaryotických a eukaryotických jednovláknových DNA virů z bakteriálních a archaálních plazmidů  //  Nature Communications. — 2019-12. — Sv. 10 , iss. 1 . - str. 3425 . — ISSN 2041-1723 . - doi : 10.1038/s41467-019-11433-0 .
  35. Benjamin D. Lee, Eugene V. Koonin. Viroidy a viroidům podobné kruhové RNA: Pocházejí z primordiálních replikátorů?  (anglicky)  // Life. — 2022-01-12. — Sv. 12 , iss. 1 . — S. 103 . — ISSN 2075-1729 . - doi : 10.3390/life12010103 .
  36. Mart Krupovic, Kira S. Makarova, Eugene V. Koonin. Buněčné homology hlavních kapsidových proteinů double jelly-roll objasňují původ starověkého virového království  (anglicky)  // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2022-02. — Sv. 119 , iss. 5 . — P. e2120620119 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.2120620119 .
  37. Mart Krupovic, Eugene V. Koonin. Evoluce eukaryotických jednovláknových DNA virů rodiny Bidnaviridae z genů čtyř dalších skupin velmi odlišných virů  //  Vědecké zprávy. — 2015-05. — Sv. 4 , iss. 1 . - S. 5347 . — ISSN 2045-2322 . - doi : 10.1038/srep05347 .
  38. ↑ 1 2 ICTV Historie taxonomie: Duplodnaviria . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (březen 2020). Datum přístupu: 13. srpna 2020.
  39. Historie taxonomie ICTV: Monodnaviria . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (březen 2020). Datum přístupu: 13. srpna 2020.
  40. Historie taxonomie ICTV: Varidnaviria . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů . Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (březen 2020). Datum přístupu: 13. srpna 2020.

Literatura