Mimivirusas (APMV): didžiausias Acanthamoeba polyphaga virusas ir genomas

Mimivirusas (APMV) – milžiniškas Acanthamoeba polyphaga virusas su unikaliu, dideliu genomu; atrastas ameboje, iš pradžių klaidingai laikytas bakterija, reikšmingas virusologijos tyrimams.

Mimivirusas yra itin didelis virusas. Jis buvo atrastas 1992 m.

APMV buvo atsitiktinai rastas ameboje Acanthamoeba polyphaga. Virusas buvo pastebėtas Gramo dėmėje ir klaidingai laikytas gramteigiama bakterija.

Tai arba virusų gentis, turinti vieną rūšį - Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV), arba filogenetiškai giminingų didelių virusų grupė (MimiN).

Kalboje APMV paprastai vadinamas mimivirusu. Iki 2011 m. spalio, kai buvo aprašytas dar didesnis virusas Megavirus chilensis, jis buvo didžiausias (kapsidės skersmuo) iš visų žinomų virusų.

Mimiviruso genomas, palyginti su daugeliu kitų virusų, yra didelis ir sudėtingas. Mimivirusas, sutrumpintai reiškiantis "mėgdžiojantį mikrobą", taip vadinamas dėl savo didelio dydžio ir Gramo dėmių savybių.

Morfologija ir dydis

Mimiviruso virionas yra netipinio, labai didelio dydžio: kapsidės skersmuo siekia maždaug kelis šimtus nanometrų, todėl jis lengvai pastebimas elektroniniame mikroskope. Be kapsidės virioną dengia plaukeliai (fibriliai), kurie gali padidinti bendrą dalelės matmenį. Dėl savo dydžio mimivirusas buvo iš pradžių supainiotas su bakterijomis – jis matomas ir Gramo dažyme.

Genomas ir genomika

Mimiviruso genomą sudaro didelis dvigubos grandinės DNR molekulė – tai vienas iš stambiausių virusų genomų. Jo ilgis yra apie 1–1,2 megabazės (Mb), ir jis koduoja režisorių baltymų, kurių skaičius viršija kelių šimtų ar net daugiau nei 900 genų. Genomas taip pat gali turėti tRNR genus bei kai kuriuos į baltymų sintezę susijusius elementus, kurių dauguma klasinių virusų neturi.

Dėl tokios genų įvairovės mimivirusas turi mechanizmus, susijusius su DNR replikacija, remontu, baltymų modifikacijomis ir metaboliniais žingsniais, kurie tradiciškai buvo laikomi ląstelių funkcijomis, o ne virusų.

Gyvenimo ciklas ir replikacija

• Užkratas: mimivirusas įsiskverbia į Acanthamoeba ląsteles dažniausiai per fagocitozę (amebos „suvalgo“ dalelę), nes jo dydis leidžia ląstelei jį priimti kaip maistinę dalelę.
• Išpakavimas: po pateikimo į fagosomą vyksta membranos susiliejimas ir genomo išlaisvinimas į citoplazmą.
• Viralinių fabrikų (angl. viral factories) susidarymas: replikacija ir virusinių komponentų sintezė vyksta citoplazmoje susidarius specialioms viruso gamybos zonoms.
• Surinkimas ir išėjimas: naujos dalelės surenkamos ir galiausiai ląstelė suyra arba išsiskiria kitais keliais, paleisdama užkrėstas partijas į aplinką.

Klasifikacija ir filogenija

APMV yra laikomas tipiniu pavyzdžiu šeimai Mimiviridae, kuri priklauso plačiajai grupės NCLDV (nucleocytoplasmic large DNA viruses) arba, pagal kai kuriuos pasiūlymus, vadinamai „Megavirales“ tvarkai. Ši klasifikacija apjungia stambių DNR virusų linijas, kurios turi panašius gyvenimo ciklo bruožus ir molekulines savybes. Diskusijos dėl tikslios filogenetinės padėties ir evoliucinės kilmės tęsiasi – dėl mimiviruso genų įvairovės buvo svarstoma, ar jis gali atspindėti sudėtingesnes evoliucines sąsajas tarp virusų ir ląstelių.

Virofagai ir sąveika su kitais virusais

Vienas iš įdomių atradimų, susijusių su mimivirusu, yra virofagų egzistavimas – mažesni virusai, kurie gali infekuoti pačius milžiniškus virusus ir sumažinti jų replikaciją. Pavyzdžiui, virofagas „Sputnik“ (atrastas vėliau) parodė, kad mimivirusų populiacijos gali būti reguliuojamos kitų virusų. Tai papildomai komplikuoja ekologines ir evoliucines sąveikas tarp amebų, didelių virusų ir virofagų.

Saistumas su žmogaus sveikata

Nors mimivirusas daugiausia infekuoja amebas ir kitus protistus, kai kurios serijos tyrimų siejo mimiviruso antikūnų buvimą su kvėpavimo takų infekcijomis (pvz., pneumonija). Tačiau tiesioginis mimiviruso kaip žmogaus patogeno vaidmuo nėra vienareikšmiškai įrodytas ir reikalauja papildomų tyrimų. Laboratorijoje mimivirusas auginamas kartu su amoebinėmis ląstelėmis, o jo aptikimas pacientų mėginiuose reikalauja specifinių molekulinių, serologinių ir mikroskopinių metodų.

Aptikimas ir tyrimų metodai

• Elektroninė mikroskopija – leidžia tiesiogiai vizualizuoti dideles virusines daleles.
• Genominė analizė – genomo sekoskaita, PCR ir kitų molekulinių metodų taikymas leidžia identifikuoti ir klasifikuoti mimiviruso štamus.
• Serologiniai tyrimai – antikūnų paieška pacientų serume, nors interpretacija turi būti atsargi dėl galimos kryžminės reakcijos.

Reikšmė mokslui

Mimiviruso atradimas reikšmingai pakeitė suvokimą apie virusų įvairovę ir ribas tarp virusų ir ląstelių. Jis parodė, kad virusai gali turėti labai didelius genomus ir kompleksines biologines funkcijas, dėl ko kilo diskusijos apie virusų vaidmenį evoliucijoje, genų mainus tarp virusų ir ląstelių bei apie tai, ką reiškia „gyvybė“. Be fundamentinių mokslinių įžvalgų, mimivirusai taip pat yra svarbūs ekologinių tinklų tyrimuose – jie veikia mikroorganizmų populiacijas ir medžiagų apykaitą aplinkoje.

Santrauka: APMV (Acanthamoeba polyphaga mimivirus) – tai išskirtinai didelis ir genetiškai sudėtingas virusas, atrastas amebose 1992 m., kurio savybės iššaukė naujas diskusijas virusologijoje ir evoliucinėje biologijoje. Nors jis daugiausia siejamas su amoebinėmis ekosistemomis, jo atradimas turi platesnę reikšmę supratimui apie virusų biologinę įvairovę ir evoliucinę dinamiką.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra mimivirusas?

K: Kaip buvo atrastas APMV?

K: Koks yra pilnas APMV pavadinimas?

K: Kaip paprastai vadinamas mimivirusas?

K: Ar Mimivirusas buvo didžiausias iki šiol žinomas virusas?

K: Kaip Mimivirusas gavo savo pavadinimą?

K: Ar Mimivirusas yra viena rūšis, ar giminingų virusų grupė?

Paieška pagal raidę