Peduoviridae

Peduoviridae ist die Bezeichnung für eine Familie von Viren mit sog. Kopf-Schwanz-Aufbau (Klasse Caudoviricetes), die Gammaproteobakterien ver­schie­dener Arten (Spezies) infizieren (solche bakteriellen Viren werden auch Bakterio­phagen genannt). Die Peduoviridae sind vom Morphotyp der Myoviren. Sie galten früher als Unterfamilie Peduovirinae der inzwischen als Taxon aufgelösten Familie Myoviridae (jetzt Morphotyp Myoviren). Dieser „Upgrade“ zur Familie erfolge durch das International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) im März/April 2022.[1][2][3][4]

Peduoviridae

Schemazeichnung eines
Virions von Enterobacteria-Phage P2,
Gattung Peduovirus (früher P2likevirus)

Systematik
Klassifikation: Viren
Realm: Duplodnaviria
Reich: Heunggongvirae
Phylum: Uroviricota
Klasse: Caudoviricetes
Ordnung: incertae sedis
Familie: Peduoviridae
Taxonomische Merkmale
Genom: dsDNA linear
Baltimore: Gruppe 1
Symmetrie: ikosaedrisch, tailed
(Myoviren)
Wissenschaftlicher Name
Peduoviridae
Links
NCBI Taxonomy: 2946167
ViralZone (Expasy, SIB): 10340
ICTV Taxon History: 202200225

Mit ein Grund für die Auflösung der Myoviren als Taxon dürfte die Entdeckung von Vertretern der Caudoviricetes mit hybridem Aufbau sein. Beispielsweise zeigt der Salmonella-Phage F22 Merkmale vom Phagen P22 und dem Phagen Fels-2 (Spezies Salmonella-Virus Fels2, wis. Felsduovirus Fels2, Familie Peduoviridae, Morphotyp Myoviren). Diese könnte auf eine basale Stellung im Stammbaum der Caudoviricetes hinweisen,[5] aber auch auf einen zurückliegenden horizontalen Gentransfer zwischen Myo- und Podoviren (siehe chimäres Virus).

Beschreibung

Die Viruspartikel (Virionen) der Peduoviridae haben den für Mitglieder der Klasse Caudoviricetes typischen Kopf-Schwanz-Aufbau. Der ikosaedrische Kopf misst etwa 60 nm. Das Kapsid zeigt eine T=7-Dextro-Symmetrie[6] und besteht aus 72 Kapsomeren. Der Schwanz ist kontraktil (Länge etwa 135 nm, Durchmesser 18 nm) und hat 6 kurze geknickte Schwanzfasern.[1]

Genom und Proteom

Die Peduoviridae haben ein lineares dsDNA-Genom von etwa 33 bis 34 kbp (Kilobasenpaare), das für etwa 45 Proteine kodiert. Das dsDNA-Molekül hat kohäsive Enden (sticky ends oder cos sites).[1]

Das Genom kodiert u. a. für folgende Enzyme:[1]

Replikationszyklus

Die Replikation der Peduoviridae erfolgt im Zytoplasma der Wirtszellen. Sie umfasst die folgenden Schritte:[1]

  1. Adsorption: Der Phage heftet sich über seine Schwanzfasern an die Zielzelle.
  2. Injektion der viralen DNA in das Zytoplasma der Wirtszelle durch Kontraktion der Schwanzscheide.
  3. Transkription und Translation der „frühen“ Gene.
  4. Synthese linearer Konkatamer[A. 1] -Kopien der viralen DNA durch Rolling Circle.
  5. Transkription und Translation der „späten“ Gene.
  6. Assembly: Aufbau eines leeren Prokapsids und Verpackung des Genoms.
  7. Zusammenbau der viralen Schwanzfasern und des viralen Schwanzes.
  8. Die reifen Virionen werden durch Lyse (mittels Holin/Endolysin/Spanin-Proteinen[7]) aus der Zelle freigesetzt.

Etymologie

Der Name der Familie Peduoviridae (bzw. ehemaligen Unterfamilie Peduoviridne) leitet sich ab von der ursprünglichen Typusart Peduovirus (alias P2likevirus) und deren Referenzstamm Escherichia-Phage P2 ab (wobei italienisch ‚duo‘ für ‚2‘ steht), versehen mit der Endung ‚-viridae‘ für Virusfamilien (bzw. ‚-virinae‘ für Virusunterfamilien).[4][3]

Systematik

Innere Systematik der Familie Peduoviridae (Stand: 3. November 2023, Spezies und Stämme[8] nur auszugsweise):[3]

Familie: Peduoviridae (ehemalige Myoviridae-Unterfamilie Peduovirinae[3])[A. 2][2]

  • Gattung Aptresvirus
    • Spezies Aptresvirus AP3, mit
      • Burkholderia-Phage AP3
    • Spezies Aptresvirus mana, mit
      • Burkholderia-Phage Mana
  • Gattung Aresaunavirus
    • Spezies Aresaunavirus RSA1, mit
      • Ralstonia-Phage RSA1
    • Spezies Aresaunavirus RsoM1USA, mit
      • Ralstonia-Phage RsoM1USA
  • Gattung Arsenicumvirus
  • Gattung Arsyunavirus
  • Gattung Baylorvirus
    • Spezies Baylorvirus bv1127AP1, mit
      • Mannheimia-Phage vB_MhM_1127AP1
      • Mannheimia-Phage vB_MhM_587AP1
    • Spezies Baylorvirus PHL101, mit
      • Mannheimia-Phage PHL101
  • Gattung Bielevirus
    • Spezies Bielevirus phiO18P, mit
      • Aeromonas-Phage phiO18P
  • Gattung Bracchivirus
  • Gattung Canoevirus
    • Spezies Canoevirus canoe, mit
      • Vibrio-Phage 1.202.O._10N.222.45.E8
  • Gattung Catalunyavirus
  • Gattung Citexvirus
    • Spezies Citexvirus BR319A
    • Spezies Pseudomonas-Virus Dobby (wiss. Citexvirus dobby, veraltet Pseudomonas virus Dobby), mit
      • Pseudomonas-Phage Dobby (engl. Pseudomonas phage Dobby, Referenzstamm)
    • Spezies Pseudomonas-Virus phiCTX (wiss. Citexvirus phiCTX, früher Pseudomonas virus phiCTX), mit
    • Spezies Citexvirus PS75V
    • Spezies: „Pseudomonas-Phage F_HA1961sp/Pa1641“ (engl. „Pseudomonas phage F_HA1961sp/Pa1641“)
    • Spezies: „Pseudomonas-Phage vB_Pae_BR319a“ (engl. „Pseudomonas phage vB_Pae_BR319a“)
  • Gattung Dagavirus
    • Spezies Dagavirus ST13OXA48phi121, mit
      • Klebsiella-Phage ST13-OXA48phi12.1
  • Gattung Duodecimduovirus
  • Gattung Duonihilunusvirus
  • Gattung Eganvirus
    • Spezies Eganvirus BIS20, mit
      • Salmonella-Phage BIS20
    • Spezies Eganvirus EtG, mit
      • Erwinia-Phage EtG
    • Spezies Eganvirus ev186, mit
      • Escherichia-Phage 186
    • Spezies Eganvirus PsP3, mit
      • Salmonella-Phage PSP3
    • Spezies Eganvirus SEN1, mit
      • Salmonella-Phage SEN1
    • Spezies Eganvirus SW9, mit
      • Salmonella-Phage SI22
      • Salmonella-Phage SW9
  • Gattung Elveevirus
  • Gattung Entnonagintavirus
  • Gattung Evevirus
  • Gattung Felsduovirus
    • Spezies Salmonella-Virus Fels2 (wiss. Felsduovirus Fels2)[5]
      • Enterobacteria-Phage Fels-2
    • Spezies Salmonella-Phage F22 (en. „Salmonella phage F22“)[5]
  • Gattung Finvirus
  • Gattung Firavirus
  • Gattung Gegavirus
  • Gattung Gegevirus
  • Gattung Gemsvirus
  • Gattung Graikaemvirus
  • Gattung Hpunavirus (früher Hp1virus, Hpunalikevirus, Hp1likevirus)
    • Spezies Haemophilus-Virus HP1 (wiss. Hpunavirus HP1), mit
      • Haemophilus-Phage HP1
      • Haemophilus-Phage HP1c1
    • Spezies Haemophilus-Virus HP2 (wiss. Hpunavirus HP2), mit
      • Haemophilus-Phage HP2
    • Spezies „Escherichia-Phage ESSI2“ (engl. „Escherichia phage ESSI2“)
  • Gattung Irrigatiovirus
  • Gattung Irtavirus
    • Spezies Pasteurella-Virus F108 (wiss. Irtavirus F108, früher Pasteurella virus F108, mit
      • Pasteurella-Phage F108 lias Bacteriophage F108)[12][13]
    • Spezies „Pasteurella-Phage vB_PmuM_CFP3“ (engl. „Pasteurella phage vB_PmuM_CFP3“)
  • Gattung Kapieceevirus
  • Gattung Kayeltresvirus
  • Gattung Kisquattuordecimvirus
  • Gattung Kisquinquevirus
  • Gattung Longwoodvirus
  • Gattung Maltschvirus
  • Gattung Mersinvirus
  • Gattung Nampongvirus
  • Gattung Novemvirus
    • Spezies Enterobacter-Virus phiT5282H (wiss. Novemvirus T5282H), mit
      • Enterobacter-Phage phiT5282H
Virionen von Peduovirus sp., TEM-Aufnahme
  • Gattung Peduovirus (früher P2virus, P2likevirus, P2-ähnliche Viren)[A. 4][16]
    • Spezies Peduovirus 11W
    • Spezies Peduovirus AC1
    • Spezies Peduovirus DC1
    • Spezies Peduovirus fiAA91ss
    • Spezies Peduovirus HQ103
    • Spezies Peduovirus L413C, mit
      • Yersinia-Phage L-413C
    • Spezies Escherichia-Virus magyaro (wiss. Peduovirus magyaro, früher Escherichia virus magyaro), mit
      • Escherichia-Phage P2[17][18] (unterscheide Enterobacteria-Phage P2 und andere „P2“ benannte Phagen)[A. 5]
    • Spezies Peduovirus P2
    • Spezies Escherichia-Virus P2 (wiss. Peduovirus P2, früher Escherichia virus P2), mit
      • Enterobacteria-Phage P2[20] (Bacteriophage P2, Phage P2 – unterscheide Escherichia-Phage P2 und andere „P2“ benannte Phagen)[A. 5]
    • Spezies Peduovirus P37
    • Spezies Peduovirus P22H1
    • Spezies Peduovirus P22H4
    • Spezies Peduovirus P24A7b
    • Spezies Peduovirus P24B2
    • Spezies Peduovirus P24C9
    • Spezies Peduovirus P24E6b
    • Spezies Peduovirus pro147
    • Spezies Peduovirus pro483
    • Spezies Peduovirus pv12474III
    • Spezies Peduovirus R18C
    • Spezies Peduovirus SIAC10
    • Spezies Peduovirus SIDE7
    • Spezies Peduovirus STYP1
    • Spezies Peduovirus Wphi
    • Spezies Peduovirus YPM22
    • Spezies Peduovirus YPM46
    • Spezies Peduovirus YPM50
  • Gattung Phitrevirus
  • Gattung Piscesmortuivirus
  • Gattung Playavirus
    • Spezies Playavirus SMHB1, mit
      • Salinivibrio-Phage SMHB1
  • Gattung Plazymidvirus
  • Gattung Quadragintavirus
  • Gattung Reginaelenavirus
  • Gattung Reipivirus
  • Gattung Sanguivirus
  • Gattung Senquatrovirus
  • Gattung Seongnamvirus
    • Spezies Seongnamvirus ESSI2, mit
      • Cronobacter-Phage ESSI-2
  • Gattung Simpcentumvirus
    • Spezies Simpcentumvirus Smp131, mit
      • Stenotrophomonas-Phage Smp131
  • Gattung Stockinghallvirus
  • Gattung Tigrvirus
  • Gattung Tresduoquattuorvirus
  • Gattung Valbvirus
  • Gattung Vimunumvirus
  • Gattung Vulnificusvirus
  • Gattung Wadgaonvirus
  • Gattung Xuanwuvirus
  • Gattung Yongunavirus
  • Gattung Yulgyerivirus
  • ohne Gattungszuweisung
    • Spezies „Pseudoalteromonas-Phage DW“ (engl. „Pseudoalteromonas phage DW“)[21][A. 6]

Vorgeschlagene Mitglieder (nicht vom ICTV bestätigt, in Anführungszeichen) sind der Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI) entnommen (auszugsweise).[8]

Wirtsspektrum

Die Wirte der Peduoviridae sind Bakterien aus verschiedenen Ordnungen der Gammaproteobacteria, darunter[A. 7][8]

Anmerkungen
  1. Konkatamere sind Wiederholungssequenzen einer DNA-Kette
  2. ohne zugewiesene Unterfamilie
  3. Pseudomonas-Phage ΦCTX ist zu unterscheiden vom Vibrio-Phage CTXφ, Spezies Affertcholeramvirus CTXphi, Familie Inoviridae, Ordnung Tubulavirales
  4. P2 ist ein temperenter Phage. Der „Escherichia-Phage P4“ (ein Coliphage ebenfalls in der Klasse Caudoviricetes, aber bisher nicht näher klassifiziert) ist ein Satellitenvirus (d. h. Satellitenphage), das P2-ähnliche Phagen als Helfervirus benötigt. Siehe Cruz (2013)[14] und NCBI.[15]
  5. Zitat aus Proposal 2020.117B[19] (englisch):
    Proposal 2: To create a new species, Escherichia virus magyaro, in the genus Peduovirus and assign Escherichia phage P2 KC618326.1.

    Background/History: Isolated during a study looking at the sequence variability of P2-like prophage genomes carrying the cytolethal distending toxin V operon in Escherichia coli O157
    Proposal 3: To reassign the exemplar isolate of the type species, Escherichia virus P2 of the genus Peduovirus.

    Background: Bacteriophage P2 (AF063097) has always been the exemplar of the species Escherichia virus P2 and type isolate of the genus Peduovirus. Unfortunately, because of a naming duplication in public databases, the wrong accession number was used in a previous proposal and the Viral Metadata Resource (that of Escherichia phage P2, now assigned to the species Escherichia virus magyaro).
  6. Wirt P. distincta[22]
  7. siehe § Systematik.

Einzelnachweise
  1. SIB: Peduovirinae. Auf: Expasy: ViralZone.
  2. ICTV: Taxonomy Browser.
  3. ICTV: Taxon Details: Family: Peduovirinae.
  4. Matthew R. Lueder, Kimberly A. Bishop-Lilly, Leonardo J. Van Zyl, Evelien M. Adriaenssens: Short title: Create one new family (Peduoviridae) including 20 new genera and 21 new species (Caudoviricetes). Vorschlag 2021.063B (zip:docx). Auf: ICTV (ictv.global).
  5. Nobuto Yamamoto: Genetic evolution of bacteriophage. I. Hybrids between unrelated bacteriophages P22 and Fels 2. In: PNAS, Band 62, Nr. 1, 1. Januar 1969, S. 63–69; doi:10.1073/pnas.62.1.63, PMID 4890254, PMC 285955 (freier Volltext) (englisch).
  6. SIB: T=7 icosahedral capsid protein. Auf: Expasy: ViralZone.
  7. SIB: Holin/endolysin/spanin cell lysis. Auf: Expasy: ViralZone.
  8. NCBI Taxonomy Browser: Peduovirinae, Details: Peduovirinae (family).
  9. NCBI Taxonomy Browser: Pseudomonas virus phiCTX (species).
  10. SIB: Viral exotoxin. Auf: Expasy: ViralZone.
  11. Harald Brüssow, Carlos Canchaya, Wolf-Dietrich Hard: Phages and the Evolution of Bacterial Pathogens: from Genomic Rearrangements to Lysogenic Conversion. In: Microbiol Mol Biol Rev. Band 68, Nr. 3, September 2004, S. 560–602; doi:10.1128/MMBR.68.3.560-602.2004, PMID 15353570, PMC 515249 (freier Volltext) (englisch). Siehe insbes. Tbl. 1.
  12. NCBI Taxonomy Browser: Pasteurella virus F108 (species).
  13. J. D. Boyce, T. Seemann, B. Adler, M. Harper: Pathogenomics of Pasteurella multocida. In: Current Topics in Microbiology and Immunology, Band 361, S. 23–38, 9. März 2012; doi:10.1007/82_2012_203 (englisch).
  14. Renata Filipa Cruz de Matos: Enterococcus faecalis V583 prophages: Dynamic interactions and contribution to bacterial pathogenic traits (PDF; 10 MB) Dissertation, Universidade Nova de Lisboa (UNL), Juli 2013 (englisch).
  15. NCBI Taxonomy Browser: Phage P4 satellite (no rank)
  16. Tagide N. deCarvalho, Elia Mascolo, Steven M. Caruso, Júlia López-Pérez, Kathleen Weston-Hafer, Christopher Shaffer, Ivan Erill: Simultaneous entry as an adaptation to virulence in a novel satellite-helper system infecting Streptomyces species. In: Nature: The ISME Journal, 31. Oktober 2023; doi:10.1038/s41396-023-01548-0 (englisch). Dazu:
  17. NCBI Taxonomy Browser: Escherichia phage P2 (no rank).
  18. Escherichia phage P2. Lineage: …; Peduovirus magyaro. Virus-Host DB (genome.jp).
  19. Leonardo J. van Zyl, Matthew R. Lueder, Kimberley A. Bishop-Lilly, Dann Turner, Evelien M. Adriaenssens, A. M. Kropinski: Create five new genera and 29 new species in the subfamily Peduovirinae (Caudovirales: Myoviridae). Vorschlag 2020.117B (zip:docx). Auf: ICTV (ictv.global).
  20. NCBI Taxonomy Browser: Bacteriophage P2, equivalent: Enterobacteria phage P2, Phage P2 (no rank).
  21. eol: Pseudoalteromonas phage DW, dazu: Phages With Long Non Contractile Tails – Siphoviridae.
  22. NCBI BioSample: MIGS Viral sample from Pseudoalteromonas distincta phage. BioSample: SAMN10426403; Sample name: Pseudoalteromonas phage DW.
  23. LPSN: Genus Mannheimia Angen et al. 1999.
  24. LPSN: Genus Pateurella Trevisan 1887.
  25. LPSN: Genus Salinivibrioparent Mellado et al. 1996.
  26. LPSN: Genus Stenotrophomonasparent Palleroni and Bradbury 1993.
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