Nudiviridae

Die Nudiviridae sind eine Familie von Viren (Nudiviren). Als natürliche Wirte dienen Pancrustacea (Insekten und marine Krebstiere). Mit Stand Juni 2021 gibt es in dieser Familie vier vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) bestätigte Gattungen (Alphanudivirus bis Deltanudivirus). Die Infektion mit diesen Viren bedeutet für ihre Wirte chronische Erkrankung bei Adulten und Tod bei Larven.[2][1]

Nudiviridae

Nudiviridae

Systematik
Klassifikation: Viren
Klasse: Naldaviricetes[1]
Ordnung: Lefavirales[1]
Familie: Nudiviridae
Taxonomische Merkmale
Genom: dsDNA zirkulär
Baltimore: Gruppe 1
Symmetrie: stäbchenförmig
Hülle: vorhanden
Wissenschaftlicher Name
Nudiviridae
Links
NCBI Taxonomy: 1511852
ViralZone (Expasy, SIB): 4757
ICTV Taxon History: 201903936

Die Familie ist Mitglied der 2021 neu geschaffenen Ordnung Lefavirales in der ebenfalls neuen Klasse Naldaviricetes. Diese Taxonomie löst provisorische Bezeichnungen ab wie beispielsweise „Baculo-like viruses“.[3]

Die Vorsilbe ‚nudi‘ ist abgeleitet aus dem lateinischen Wort für ‚nackt‘ und deutet an, dass die Nudiviridae nicht wie die mit ihnen verwandten Baculoviridae ihre Virionen (Viruspartikel) in Okklusionskörperchen gebündelt einschließen (englisch non-occluded).[2]

Aufbau
Schemazeichnung eines Virusteilchens der Familie Nudiviridae
Kryo-EM-Aufnahme eines Virions von Oryctes rhinoceros nudivirus (OrNV) im extrazellulären Raum: Kapsid, umgeben von einer dicken Hülle.

Die Virionen (Virusteilchen) der Nudiviridae besitzen eine stäbchenförmige Geometrie und sind behüllt. Im Gegensatz zu den ansonsten ähnlichen Baculoviridae (mit ebenfalls stäbchenförmigen Virionen) sind diese aber nicht in Okklusionskörperchen verpackt, sondern ‚nackt‘.[2][4]

Das Genom der Nudiviridae besteht aus ringförmiger (zirkulärer) Doppelstrang-DNA (dsDNA).[2]

Vermehrungszyklus

Die Replikation der Viren geschieht im Zellkern (nukleär). Die Methode der Transkription ist DNA-gestützt. Das Virus verlässt die Wirtszelle via Zusammenbruch der Kernhülle oder Export durch die Kernporen. Die Übertragungswege sind elterlich (von Müttern auf ihre Nachkommen) und sexuell.[2]

  • Intranukleäre Assemblierung und Virionen-Transport am Beispiel von Oryctes rhinoceros nudivirus (OrNV)
  • Lange gefüllte Tubuli (fTu) und von Membranen umhüllte Virionencluster. Balken 500 nm
    Lange gefüllte Tubuli (fTu) und von Membranen umhüllte Virionencluster. Balken 500 nm
  • In einem Vesikel mit Doppelmembran eingeschlossene Virionen. Balken 500 nm.
    In einem Vesikel mit Doppelmembran eingeschlossene Virionen. Balken 500 nm.
  • Virionen innerhalb eines erweiterten Lumens der Kernhülle (NE). Balken 500 nm.
    Virionen innerhalb eines erweiterten Lumens der Kernhülle (NE). Balken 500 nm.
  • Virionen, die in Multimembranvesikel (MMVs) im Zytoplasma eingekapselt sind. Balken 500 nm.
    Virionen, die in Multimembranvesikel (MMVs) im Zytoplasma eingekapselt sind. Balken 500 nm.
  • Vesikel, die vollständig umhüllte Virionen enthalten. Balken 500 nm.
    Vesikel, die vollständig umhüllte Virionen enthalten. Balken 500 nm.
Replikationszyklus der Nudiviridae. Für eine genaue Beschreibung anklicken.

Wirte

Die Wirte der Gattung Alphanudivirus sind Taufliegen, Käfer (Coleoptera) und Grillen (Grylloidea), die der Gattung Betanudivirus sind Schmetterlinge (Lepidoptera).[2] Die Wirte der Gattung Gammanudivirus sind Zehnfußkrebse, die von Deltanudivirus Kohlschnaken (s. u.).

Histone

Unter den Nudiviridae gibt es offenbar Vertreter, die Histone oder Histon-Homologe kodieren. 2022 wurde die Rolle von Histonen im Replikationszyklus einer Reihe von Viren umfassend untersucht.[5]

Systematik

Innere Systematik

Mit Stand Juni 2021 sind vom ICTV folgende Spezies bestätigt:[1]

  • Familie: Nudiviridae
  • Gattung: Alphanudivirus[6]
  • Spezies: Drosophila melanogaster nudivirus A (DiNV-A, früher Drosophila innubia nudivirus) – Wirte: Taufliegen[7][8]
  • Spezies: Drosophila melanogaster nudivirus B (DiNV-B) – Wirte: Taufliegen
  • Spezies: Drosophila melanogaster nudivirus C (DiNV-C) – Wirte: Taufliegen
  • Spezies: Drosophila melanogaster nudivirus D (DiNV-D) – Wirte: Taufliegen
  • Spezies: Gryllus bimaculatus nudivirus (GbNV) – Wirte: Grillen
  • Spezies: Oryctes rhinoceros nudivirus (OrNV, Typusspezies) – Wirte: Riesenkäfer (Gattung Oryctes)
  • Gattung: Betanudivirus[9]
  • Spezies: Heliothis zea nudivirus (HzNV, Typusspezies) – Wirte: Schmetterlinge (Baumwollkapselbohrer)
  • Spezies: „Heliothis zea nudivirus 2“ (HzNV-2, Vorschlag)[10]
  • Gattung: Gammanudivirus
  • Spezies: Homarus gammarus nudivirus – Wirte: Hummer
  • Spezies: Penaeus monodon nudivirus (PmNV) – Wirte: Giant Tiger Prawn (Penaeus monodon)[10]
  • Gattung: Deltanudivirus

Offenbar gibt es auch Insekten mit einem Genom, das integrierte (‚endogene‘) Nudiviren enthält: So etwa die braune Spornzikade Nilaparvata lugens (Nlu, englisch brown planthopper, BPH) mit dem Nilaparvata lugens endogenous nudivirus (NlENV).[11][12] Nach Bézier et al. ist NlENV in oder bei der Gattung Alphanudivirus zu verorten.[7]

Äußere Systematik

Die Nudiviridae bilden offenbar mit den Nimaviridae, Hytrosaviridae, Baculoviridae (allesamt aus der 2021 neu geschaffenen Klasse Naldaviricetes) und der Gattung Bracovirus (der vermutet polyphyletischen) Polydnaviridae[13] eine noch unbenannte Verwandtschaftsgruppe. Ein Konsenskladogramm der Autoren Koonin et al. (2015 und 2019),[14][15] Bézier et al. (2014),[7] Yang et al. (2014),[10] sowie Kawato et al. (2018)[16][10] könnte etwa wie folgt aussehen:

 Naldaviricetes 

Nimaviridae


 Lefavirales 

Hytrosaviridae


   

Baculoviridae


   

Alphanudivirus (Nudiviridae): GbNV, OrNV, DiNV; inklusive NlENV


   


Betanudivirus (Nudiviridae): HzNV-1, HzNV-2


   

Gammanudivirus (Nudiviridae): PmNV



   

Deltanudivirus (Nudiviridae): ToNV


   

Bracovirus (Polydnaviridae): BV








Vorlage:Klade/Wartung/Style

Im 1. Halbjahr 2021 hat dea ICTV diese Gruppe als Klasse Naldaviricetes – (noch) ohne Bracovirus – offiziell anerkannt.[1] Nach Bézier et al. (2014) geht die Gattung Bracovirus direkt aus den Nudiviridae hervor und ist eine Schwesterklade der (inzwischen vom ICTV benannten) Gattung Deltanudivirus (mit ToNV).[7]

Einzelnachweise
  1. ICTV: ICTV Master Species List 2020.v1, New MSL including all taxa updates since the 2019 release, March 2021 (MSL #36)
  2. Viral Zone: Nudiviridae. ExPASy, abgerufen am 30. Juli 2019.
  3. SIB: Double Strand DNA Viruses, auf: ViralZone.
  4. Viral Zone: Baculoviridae. ExPASy, abgerufen am 31. Juli 2019.
  5. Paul B. Talbert, Karim-Jean Armache, Steven Henikoff: Viral histones: pickpocket’s prize or primordial progenitor? In: BMC Epigenetics & Chromatin, Band 15, Nr. 21, 28. Mai 2022; doi:10.1186/s13072-022-00454-7, PMID 35624484, PMC 9145170 (freier Volltext).
  6. SIB: Alphanudivirus, auf: ViralZone
  7. Annie Bézier, Julien Thézé, Frederick Gavory, Julien Gaillard, Julie Poulain, Jean-Michel Drezen, Elisabeth A. Herniou; G. McFadden (Hrsg.): The Genome of the Nucleopolyhedrosis-Causing Virus from Tipula oleracea Sheds New Light on the Nudiviridae Family, in: Journal of Virology 2014, doi:10.1128/JVI.02884-14, PMID 25540386
  8. K. A. Dyer, J. Jaenike: Evolutionarily stable infection by a male-killing endosymbiont in Drosophila innubila: molecular evidence from the host and parasite genomes. In: Genetics. 168. Jahrgang, Nr. 3, November 2004, S. 1443–1455, doi:10.1534/genetics.104.027854, PMID 15579697, PMC 1448788 (freier Volltext).
  9. SIB: Betanudivirus, auf: ViralZone
  10. Yi-Ting Yang, Der-Yen Lee, Yongjie Wang, Jer-Ming Hu, WH. Li, JH. Leu, GD. Chang, HM. Ke, ST. Kang, SS. Lin, HH. Kou, CF. Lo: The genome and occlusion bodies of marine Penaeus monodon nudivirus (PmNV, also known as MBV and PemoNPV) suggest that it should be assigned to a new nudivirus genus that is distinct from the terrestrial nudiviruses, in: BMC genomics, 15(1):628, Juli 2014, doi:10.1186/1471-2164-15-628, PMID 25063321
  11. Eddy Dijkstra, Jose M. Rubio, Rory J. Post: Resolving relationships over a wide taxonomic range in Delphacidae (Homoptera) using the COI gene, in: Phylogenomics, 9. Februar 2003, doi:10.1046/j.1365-3113.2003.00203.x
  12. Ruo-Lin Cheng, Yu Xi, Yi-Han Lou, Zhuo Wang, Ji-Yu Xu, Hai-Jun Xu, Chuan-Xi Zhang; A. Simon (Hrsg.): Brown Planthopper Nudivirus DNA Integrated in Its Host Genome, in: Journal of Virology 2014, doi:10.1128/JVI.03166-13
  13. Dupuy C, Huguet E, Drezen JM: Unfolding the evolutionary story of polydnaviruses. In: Virus Res. 117. Jahrgang, Nr. 1, 2006, S. 81–89, doi:10.1016/j.virusres.2006.01.001, PMID 16460826.
  14. Eugene V. Koonin, Natalya Yutin: Evolution of the Large Nucleocytoplasmatic DNA Viruses of Eukaryotes and Convergent Origins of Viral Gigantism, in: Advances in Virus Research, Band 103, AP 21. Januar 2019, doi:10.1016/bs.aivir.2018.09.002, S. 167–202
  15. Eugene V. Koonin, Valerian V. Dolja, Mart Krupovic: Origins and evolution of viruses of eukaryotes: The ultimate modularity, in: Virology Mai 2015; 479–480. 2–25. PMC 5898234 (freier Volltext), PMID 25771806.
  16. Satoshi Kawato, Aiko Shitara, Yuanyuan Wang, Reiko Nozaki, Hidehiro Kondo, Ikuo Hirono; Joanna L. Shisler (Hrsg.): Crustacean Genome Exploration Reveals the Evolutionary Origin of White Spot Syndrome Virus, in: Journal of Virology 2018, doi:10.1128/JVI.01144-18, PMID 30404800
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