Mycobacterium virus D29

Mycobacterium virus D29
Virusklassificering
(orankad):	Virus
Rike :	Duplodnaviria
Rike:	Heunggongvirae
Provins:	Uroviricota
Klass:	Caudoviricetes
Beställa:	Caudovirales
Familj:	Siphoviridae
Släkte:	Fromanvirus
Arter:	Mycobacterium virus D29

Mycobacterium virus D29 (D29) är en mykobakteriofag i kluster A som tillhör virusfamiljen Siphoviridae , den upptäcktes 1954 av S. Froman. D29 är anmärkningsvärt för sin förmåga att infektera M. tuberculosis (det orsakande ämnet för tuberkulos ). D29 är en dubbelsträngad DNA- mykobakteriofag . Det är en lytisk fag, detta betyder att D29 tar den lytiska infektionsvägen istället för den lysogena infektionsvägen. Det finns inga mänskliga associerade sjukdomar associerade med mycobacterium virus D29.

Viral klassificering

Mycobacterium virus D29 är ett Caudovirales -virus som tillhör familjen Siphoviridae . Dessa kallas vanligtvis T5-liknande fager. Mycobacterium-fagen T5 var det första av de sifovirus som hittades med en struktur som överensstämmer med Siphoviridae-virusen, vilket är anledningen till att de kallas T5-liknande fager.

Mykobakteriofager är uppdelade i 33 genomiskt distinkta grupper. 26 av dessa grupper är kända som kluster (Cluster AZ) och det finns 7 singleton-grupper. D29 tillhör kluster A, subkluster A2. Subkluster A2 har en unik distinktion av att vara en av få grupper som är kända för att infektera tuberkulos tillsammans med A3- och Cluster K-fager. Detta är viktigt eftersom det betonar dessa kluster och subkluster för potentiell betydelse för att hantera tuberkulos, eftersom det fortfarande är en av de främsta dödsorsakerna i vissa delar av världen.

Genom

Mycobacterium virus D29 är en dubbelsträngad DNA -mykobakteriofag som har en genomlängd på 49127 baspar (bp), som kodar för totalt 77 proteinkodande gener . Fem tRNA-gener finns också i D29:s genom (gen 6-9.2). G+C-innehållet i D29-genomet är 63,6 %, vilket liknar det för andra T5-liknande fager.

Sekvensering av D29 har visat att den verkligen är mycket lik den för vissa T5-liknande fager. L5 och några andra sifovirus har en liknande layout som genomen som D29 har. Fäststället för D29 är på en mycket liknande plats på sitt genom som den för L5. Fäststället delar genomet i genomets vänstra och högra arm. Den vänstra armen av D29 är ungefär 80 % identisk med L5 vad gäller nukleinsyror . Den högra armen är där skillnaderna ligger mellan D29 och L5 (och några av de andra T5-liknande fagerna), sekvenser av den högra armen är mycket relaterade mellan D29 och L5, men "avbryts av segment av obesläktat DNA". Den högra änden av D29-genomet har en 3,6 kb deletion i jämförelse med den för L5 längst till höger på armen. Denna deletion verkar påverka repressorgenen 71 och omgivande gener. Detta verkar vara anledningen till att D29 är en lytisk fag istället för en tempererad fag som L5.

Den vänstra armen av D29 kodar för gen 1 till gen 33, av vilka några är involverade i huvudsubenheter, svanssubenheter, de fem tRNA-generna och Integrase. Funktionerna för flera olika gener är okända. Den högra armen kodar för generna 34.1 till 89. Alla dessa gener är inte proteinkodande, men den högra armen kodar sannolikt för DNA-polymeras , haloperoxidas, potentiellt DNA-primas och några andra som endast antas.

Replikering

Mycobacterium virus D29 är en stor DNA-fag, detta betyder bara att den bär ett stort genom . Med en genomlängd över 49000 bp lång anses D29 ha en stor genomstorlek. Stora genomstorlekar pekar i allmänhet på en replikationsprocess som vanligtvis kallas rullande cirkelmodell för DNA-replikation. DNA:t förpackas och lagras i fagens proteinhuvud på ett linjärt sätt. Men efter att ha infekterat celler omvandlas det linjära genomet till en cirkel, vilket möjliggör kontinuerlig DNA-syntes. Längden på det cirkulära DNA:t är lika med den linjära DNA-längden förutom att det saknar en terminal upprepad sektion. Denna form av DNA-replikation är mycket vanlig i mykobakteriofager.

Frisättning av fag

Frisättningen av mykobakteriofager från värden sker genom en procedur som fungerar under hela replikations- och sammansättningsperioden för fagen. Eftersom D29 endast tar den lytiska vägen för att infektera värdar, resulterar en D29-infektion av en mykobakterie alltid i värdens död. Lysis är en procedur där efter att fagen har irreversibelt fäst till cellen och injicerat dess DNA i värden, och efter att fagpartiklar har satts ihop, bryts cellväggen eller lyseras och släpper ut fagen i miljön för ytterligare infektion. D29 har tre gener som verkar tillsammans för att uppnå detta. Gen gp10 som kodar för proteinet Lysin A, gen gp11 som kodar för holinproteinet och gen gp12 som kodar för Lysin B. Tillsammans har dessa tre proteiner en dödlig effekt på de infekterade bakterierna. I huvudsak bildar holinerna porer i värdens cellmembran. Dessa porer tillåter Lysin A och Lysin B att samarbeta för att nå och bryta peptidoglykanen för att öppna cellväggarna. Denna process släpper ut de nyligen sammansatta fagpartiklarna i miljön men dödar också cellen.

Strukturera

Morfotypen av mycobacterium virus D29 är den för Siphoviridae. Familjen är känd för att ha ett ikosaedriskt huvud, med långa, flexibla, icke-sammandragande, tunna svansar. D29 har en medelhuvuddiameter på cirka 80 nm. Svansarna varierar mellan 3 olika storlekar, svansarna kan vara ca 150, 300, eller 450 nm långa. Svansen har en medeldiameter på cirka 12 nm. Svansen leder till ett ställe vid den distala änden där det finns tre L-formade svansfibrer, vid denna punkt genomgår den "rörformade svansen en övergång vid svansfiberns fäste till en konisk form, som avsmalnar till en enda rak svansfiber" . Dessa strukturella mätningar är vanliga i de T5-liknande fagerna. Som T5-liknande fager hänvisar till fagens morfologi, eller strukturen och det yttre utseendet. Vissa av de T5-liknande fagerna är dock extremt lika D29 i andra avseenden, såsom den nämnda L5-fagen.

Det finns 6 strukturella polypeptidproteiner i den virala strukturen, tre större polypeptider benämnda polypeptid III, polypeptid IV och polypeptid VI. Det finns tre mindre polypeptider kända som polypeptid I, polypeptid II och polypeptid V. Det finns inga lipider i viruset eller som viruset kräver.

Tropism

D29 kan infektera en stor mängd mykobakterier. Värdområdet för D29 är känt för att vara brett, vilket indikerar förmågan att binda till receptorer som är vanliga bland många typer av mykobakterier. Dessa receptorer är dock inte väldokumenterade eller studerade vid denna tidpunkt, några är kända, men få. Dessa mykobakteriella arter inkluderar både patogena bakterier (t.ex. M. tuberculosis ) och icke-patogena bakterier (t.ex. M. smegmatis ).

M. tuberculosis : en dödlig patogen som D29 kan infektera

Detta gör D29 till en ganska effektiv kontrollfag i studier som involverar mykobakteriofager. Mykobakteriofager är inte farliga för människor eftersom de inte kan påverka cellerna i människokroppen och inte heller kan de påverka bakterierna som lever i den mänskliga biomen.

Fagterapi

D29 fungerar som en potentiell kandidat för bakteriofag som används i fagterapi . Med sitt breda värdområde och förmåga att infektera M. tuberculosis är det starkt tänkt att D29 skulle kunna användas effektivt för att bekämpa farliga patogener på ett säkert sätt. Till exempel skulle D29 kunna infektera M. tuberculosis utan att verkligen påverka den mänskliga värden. Detta beror på de icke-lysogena förmågorna hos D29. Eftersom D29 endast engagerar sig i den lytiska cykeln dödar D29 de infekterade bakterierna vilket är den önskade effekten när det gäller fagterapi.

Det har också föreslagits att i stället för att använda D29 och andra sådana fager för att aktivt bekämpa aktuell infektion (t.ex. av tuberkulos), fag ges till familjemedlemmar och andra som arbetar i konstant närhet till den infekterade individen för att hindra förvärvet av patogen. Detta som en effektiv metod har bara föreslagits och den faktiska effektiviteten av strategin har ännu inte testats.