Catovirus
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Schemazeichnung: „Catovirus naegleriensis“ | ||||||||||||||||||||
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„Catovirus“ (CatV) ist eine vorgeschlagene Gattung von Riesenviren im Phylum Nucleocytoviricota (früher Nucleocytoplasmic large DNA viruses, NCLDV) aus der Familie Mimiviridae,[3][4] Unterfamilie Klosneuvirinae,[5][1] mit nur einer bekannten Spezies, „Catovirus CTV1“.[6]
„Catovirus CTV1“ wurde bei der Analyse von Metagenomproben aus Bodensedimenten von Ablagerungen in der Kläranlage in Klosterneuburg nahe bei Wien, Österreich, gefunden. Zusammen mit „Catovirus CTV1“ wurden dort von Schulz et al. 2017 drei weitere Viren identifiziert, „Hokovirus HKV1“, „Indivirus ILV1“ und „Klosneuvirus KNV1“; der letztere Gattungsname ist Namensgeben für die Unterfamilie Klosneuvirinae, zu der noch weitere spätere Zugänge gehören.[7][5]
Am 24. April 2024 wurde die Entdeckung einer weiteren Spezies, „Catovirus naegleriensis“, bekanntgegeben. Das diese Spezies zugehörige Naegleriavirus (NiV) stammt ebenfalls aus der Kläranlage Klosterneuburg und parasitiert die parasitäre Amöbe Naegleria fowleri. Die Naegleiavirus-Partikel besitzen wie die des Wildtyps von ApMV (Acanthamoeba polyphaga mimivirus, Spezies Mimivirus bradfordmassiliense) ein Stargate und sind bedeckt von unzähligen Fibrillen, die ihnen ein haarigens Aussehen verleihen.[8]
Genom[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
CTV1 („Catovirus CTV1“) hat wie alle diese Riesenviren ein Genom aus einer doppelsträngigen DNA (dsDNA). CTV1 hat ein großes Genom von 1.532.259 Basenpaaren (bp) und kodiert vorhergesagt 1.427 Proteine bei 1.176 Genfamilien.[9] Dies ist das zweitgrößte Genom unter den genannten Klosneuviren nach „Klosneuvirus KNV1“ (1,57 Millionen Basenpaare, 1.272 Genfamilien). Der GC-Gehalt beträgt 26,4 %.[7]
Das Genom von NiV („Catovirus naegleriensis“) hat 1,16 Millionen Basenpaare, es kodiert 59 mutmaßliche Proteine.[8]
Wirte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die Metagenomanalyse der ribosomalen 18S-rRNA zeigte, dass der oder die Wirte von CTV1 einfachen Cercozoa (zumindest) nahestehen.[7]
Ein natürlicher Wirt von NiV ist Naegleria fowleri. Im Labor lassen sich die Viren aber auch mit der nicht-pathogenen Spezies Naegleria clarki kultivieren. Offenbar können alle Naeglerien als Wirte dienen.[8]
Replikationszyklus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die Naeglerien nehmen die Viruspartikel von NiV als vermeintliche Nahrung auf. Diese übernehmen dann die Kontrolle und richten in der Amöbenzelle eine Virusfabrik ein. Die Viren verlassen die Wirtszelle durch Lyse.[8]
Systematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Mit Stand 1. April 2024 ist die Gattung „Catovirus“ noch nicht vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) bestätigt (Master Species List #38v3).[1] Das National Center for Biotechnology Information (NCBI) sieht die Gattung „Catovirus“ (mit der Spezies „Catovirus CTV1“) in der Familie Mimiviridae,[3] nach Aylward et al. (2021) gehört sie zu deren Unterfamilie Klosneuvirinae (Klosneuviren).[5] Die Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI) kennt neben „Catovirus CTV1“ noch die Spezies „Catovirus naegleriensis“ als „Catovirus sp. 'naegleriensis'“.[3]
Phylogenien der Klosneuviren, die die Gattung „Catovirus“ bzw. die Spezies „Catovirus CTV1“ einschließen, finden sich beispielsweise bei Disa Bäckström et al. (2019), Fig. 3,[10] bei Aylward et al. (2021),[5] oder unter Klosneuvirinae §Systematik: Kladogramm.
Anwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Wenn auch wenig Hoffnung besteht, dass eine Virotherapie (analog einer Phagentherapie) bereits durch das Pathogen Naegleria fowleri erkrankter Patienten möglich sein wird, so hofft man doch, Gewässer mit Hilfe des Virus von dem Erreger befreien zu können, ggf. das Virus auch prophylaktisch einsetzen zu können – allerdings is dafür noch einiges an weiterer Forschung nötig. Die Naeglerien vermehren sich in den betroffenen Regionen in Gewässern ab 30 °C,[8] was wegen der Klimakrise ein zunehmendes Problem darstellt.
Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- Mitch Leslie: Giant viruses found in Austrian sewage fuel debate over potential fourth domain of life. In: Science, 5. April 2017; doi:10.1126/science.aal1005 (englisch).
- Fund im Abwasser – Forscher entdecken vier neue Riesenviren. Spiegel Online, 7. April 2017
- Alexandra Zinoviev, Kazushige Kuroha, Tatyana V. Pestova, Christopher U. T. Hellen: Two classes of EF1-family translational GTPases encoded by giant viruses. In: Nucleic Acids Research, Juni 2019, 47(11), S. 5761–5776; researchgate.net – doi:10.1093/nar/gkz296, PMC 6582330 (freier Volltext), PMID 31216040 (Hirudovirus, Catovirus und Moumouvirus)
- Christoph M. Deeg, Cheryl-Emiliane T. Chow, Curtis A. Suttle: The kinetoplastid-infecting Bodo saltans virus (BsV), a window into the most abundant giant viruses in the sea. In: eLife, 6. November 2017; doi:10.7554/elife.33014, bioRxiv: 10.1101/214536v1 (Preprint-Volltext)
- Yanze Li, Pascal Hingamp, Hiroyasu Watai, Hisashi Endo, Takashi Yoshida, Hiroyuki Ogata: Degenerate PCR Primers to Reveal the Diversity of Giant Viruses in Coastal Waters. In: Viruses, 10(9), September 2018, S. 496; doi:10.3390/v10090496
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ a b c ICTV: Master Species Lists § ICTV Master Species List 2022 MSL38 v1 (xlsx), 8. April 2023.
- ↑ a b c d e ICTV Master Species List 2019.v1. ICTV, New MSL including all taxa updates since the 2018b release, March 2020 (MSL #35)
- ↑ a b c Catovirus (genus). NCBI (genus); abgerufen am 2. August 2019.
- ↑ Taxonomy – Catovirus (GENUS). Uniprot
- ↑ a b c d Frank O. Aylward, Jônatas S. Abrahão, Corina P. D. Brussaard C, Matthias G. Fischer, Mohammad Moniruzzaman, Hiroyuki Ogata, Curtis A. Suttle: Create 3 new families, 3 subfamilies, 13 genera, and 20 new species within the order Imitervirales (phylum Nucleocytoviricota) and rename two existing species (zip:docx). Vorschlag 2022.004F an das ICTV vom Oktober 2021.
- ↑ Catovirus CTV1 (species). NCBI; abgerufen am 20. August 2019
- ↑ a b c Frederik Schulz, Natalya Yutin, Natalia N. Ivanova, Davi R. Ortega, Tae Kwon Lee, Julia Vierheilig, Holger Daims, Matthias Horn, Michael Wagner: Giant viruses with an expanded complement of translation system components. In: Science. 356. Jahrgang, Nr. 6333, 7. April 2017, ISSN 0036-8075, S. 82–85, doi:10.1126/science.aal4657 (englisch, sciencemag.org).
- ↑ a b c d e
Patrick Arthofer, Florian Panhölzl, Vincent Delafont, Alban Hay, Siegfried Reipert, Norbert Cyran, Stefanie Wienkoop, Anouk Willemsen, Ines Sifaoui, Iñigo Arberas-Jiménez, Frederik Schulz, Jacob Lorenzo-Morales, Matthias Horn: A giant virus infecting the amoeboflagellate Naegleria. In: Nature Communication, Band 15, Nr. 3307, 24. April 2024; doi:10.1038/s41467-024-47308-2 (englisch). Dazu:
- Segen statt Fluch – Riesenvirus in Kläranlage bei Wien entdeckt. Auf: n-tv.de vom 25. April 2024.
- Riesenviren befallen tödlichen Parasiten. Auf: orf.at vom 24. April 2024, abgerufen 24. April 2024.
- Nadja Podbregar: Könnte dieses Riesenvirus zum Heilmittel werden? Neuentdeckter Virengigant aus der Kläranlage befällt eine für Menschen tödliche Amöbe. Auf: scinexx.de vom 25. April 2024.
- Lars Fischer: Parasit im Parasiten: Riesenvirus befällt hirnfressende Amöbe. Auf: Spektrum.de vom 25. April 2024.
- Giant Viruses Infect Deadly Parasite. Pressemitteilung der Universität Wien vom 24. April 2024.
- Giant virus discovered in wastewater treatment plant infects deadly parasite. Auf: phys.org vom 24. April 2024.
- Brain-Eating Amoeba Meets Its Match: Unusual Giant Virus Discovered in Austria. Auf: SciTechDaily vom 26. April 2024. Quelle: Universität Wien
- ↑ David M. Needham, Susumu Yoshizawa, Toshiaki Hosaka, Camille Poirier, Chang Jae Choi, Elisabeth Hehenberger, Nicholas A. T. Irwin, Susanne Wilken, Cheuk-Man Yung, Charles Bachy, Rika Kurihara, Yu Nakajima, Keiichi Kojima, Tomomi Kimura-Someya, Guy Leonard, Rex R. Malmstrom, Daniel R. Mende, Daniel K. Olson, Yuki Sudo, Sebastian Sudek, Thomas A. Richards, Edward F. DeLong, Patrick J. Keeling, Alyson E. Santoro, Mikako Shirouzu, Wataru Iwasaki, Alexandra Z. Worden: A distinct lineage of giant viruses brings a rhodopsin photosystem to unicellular marine predators. In: PNAS, 23. September 2019, doi:10.1073/pnas.1907517116, ISSN 0027-8424, inklusive Supplement 1 (xlsx).
- ↑ Disa Bäckström, Natalya Yutin, Steffen L. Jørgensen, Jennah Dharamshi, Felix Homa, Katarzyna Zaremba-Niedwiedzka, Anja Spang, Yuri I. Wolf, Eugene V. Koonin, Thijs J. G. Ettema: Virus Genomes from Deep Sea Sediments Expand the Ocean Megavirome and Support Independent Origins of Viral Gigantism. In: mBio, Band 10 Nr. 2 2019; doi:10.1128/mBio.02497-18.