Herelleviridae

Herelleviridae
EM-Aufnahme eines Virions aus der Gattung Okubovirus (alias Spounalikevirus)
Systematik
Klassifikation: Viren Realm: Duplodnaviria Reich: Heunggongvirae Phylum: Uroviricota Klasse: Caudoviricetes Ordnung: incertae sedis Familie: Herelleviridae
Taxonomische Merkmale
Genom: dsDNA linear Baltimore: Gruppe 1 Symmetrie: ikosaedrisch, tailed (Myoviren)
Wissenschaftlicher Name
Herelleviridae
Links
NCBI Taxonomy: 2560065 ViralZone (Expasy, SIB): 10338 ICTV Taxon History: 201906958

Herelleviridae ist die Bezeichnung für eine Familie von Viren mit sog. Kopf-Schwanz-Aufbau (Klasse Caudoviricetes), deren natürlichen Wirte Mitglieder des bakteriellen Phylums Firmicutes sind. Offiziell bestätigt fünf Unterfamilien, 19 Gattungen und 82 Arten (Spezies). Solche Bakterien infizierenden Viren nennt man auch Bakteriophagen. Die Herellviridae haben den Morphotyp von Myoviren; die Familie ging aus der früheren Unterfamilie Spounavirinae der inzwischen als Familie aufgelösten Myoviridae hervor.

Etymologie

Der Name der Familie, Herelle, wurde anlässlich des 100. Jahrestages der Entdeckung der Bakteriophagen zu Ehren ihres Entdeckers Félix d'Hérelle (1873–1994), eines französisch-kanadischen Mikrobiologen vergeben, das Suffix ‚-viridae‘ ist das Standardsuffix für Virenfamilien.

Beschreibung

Schemazeichnung eines Virions des Bacillus-Phagen SPO1, Gattung Okubovirus (Querschnitt und Seiten­ansicht). Gleicher Aufbau: Staphylo­coc­cus-Phage Twort, Gattung Twortvirus.

Morphologie

Die Virionen (Virusteilchen) der Herelleviridae haben Kopf-Schwanz-Struktur; der Kopf ist ein ikosaedrisches Kapsid mit einem Durchmesser von 85–100 nm. Die Kapside sind nicht umhüllt und zeigen deutliche die Kapsomerr, d. h. die Kapsid­unter­einheiten, diese sind in Fünf- und Sechsecken angeordnet, die sich zum ikosaedrischen Kapsid zusammenfügen. Die Kapside können bis zu 35 Proteine beherbergen. Die unkontrahierten Schwänze sind 130–185 nm lang. Der Hals hat eine Grundplatte von ca. 60 nm und einen kleinen Kragen.

Genom

Das Genom der Herellevidae ist eine lineare doppelsträngige DNA (dsDNA) mit langen terminalen Wiederholungen (englisch repeats) von 3–16 kbp (Kilo-Basenpaaren) Länge. Die Genome sind 125–170 kbp groß und kodieren etwa 165–301 Gene. Mehrere Introns wurden auch in Herellevirus-Genomen nachgewiesen.

Replikationszyklus

Die Replikation findet mit Hilfe DNA-Polymerase der Wirte statt. Nach den Untersuchungen sind die Phagen dieser Familie obligat lytisch, aber einige können eine anhaltende bzw. pseudolysogene Infektion verursachen.

Systematik

Die Herelleviridae bilden nach allgemeiner Auffassung eine monophyletische Klade, was u. a. durch genombasierten Phylogenien gut unterstützt wird. Die Familienmitglieder haben mindestens 60 % Übereinstimmung in der Nukleotidsequenz.

Gemäß ICTV mit Stand 11. Juni 2021 gliedert sich die Familie Herelleviridae wie folgt in Unterfamilien und Gattungen (mit einer Auswahl an Spezies):

Familie Herelleviridae

• Unterfamilie Bastillevirinae

• Gattung Bastillevirus

• Gattung Bequatrovirus (veraltet: B4virus)

• Gattung Caeruleovirus (veraltet: Bc431virus)

• Gattung Eldridgevirus
• Gattung Goettingenvirus
• Gattung Grisebachstrassevirus
• Gattung Jeonjuvirus
• Gattung Matervirus
• Gattung Moonbeamvirus
• Gattung Nitunavirus (veraltet: Nit1virus)

• Gattung Shalavirus
• Gattung Siophivirus
• Gattung Tsarbombavirus

• Gattung Wphvirus

• ohne zugewiesene Gattung:

• Unterfamilie Brockvirinae

• Gattung Schiekvirus

• Unterfamilie Jasinkavirinae

• Unterfamilie Spounavirinae (früher zur Familie Myoviridae, da vom Morphotyp Myoviren)

• Gattung Siminovitchvirus (veraltet: Cp51virus)

• ohne Gattungszuweisung

EM-Aufnahme eines Virions der Gattung Twort­virus

• Unterfamilie Twortvirinae

• Gattung Kayvirus

• Gattung Sciuriunavirus

• Gattung Sepunavirus (veraltet: Sep1virus)

• Gattung Silviavirus

• Gattung Twortvirus (veraltet: Twortlikevirus, früher zur Familie Myoviridae, da vom Morphotyp Myoviren)

• ohne zugewiesene Unterfamilie

• Gattung Hopescreekvirus
• Gattung Mooreparkvirus
• Gattung Salchichonvirus
• Gattung Tybeckvirus
• Gattung Watanabevirus
• ohne Zugewiesene Gattung

Weitere Vorschläge findet man bei NCBI.

Einzelnachweise

1. ICTV: ICTV Master Species List 2021.v2, New MSL including some corrections.
2. ICTV: ICTV Master Species List 2019.v1, New MSL including all taxa updates since the 2018b release, March 2020 (MSL #35)
3. ICTV: ICTV Master Species List 2020.v1, New MSL including all taxa updates since the 2019 release, March 2021 (MSL #36)
4. Jakub Barylski, Andrew M. Kropinski, Nabil-Fareed Alikhan, Evelien M. Adriaenssens, ICTV Report Consortium: ICTV Virus Taxonomy Profile: Herelleviridae. In: The Journal of General Virology. 101. Jahrgang, Nr. 4, April 2020, S. 362–363, doi:10.1099/jgv.0.001392, PMID 32022658 (englisch). 
5. Jakub Barylski, Andrew M. Kropinski, Nabil-Fareed Alikhan, Evelien M. Adriaenssens: ICTV Report Herelleviridae. 2020; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch).  Via (Memento des Originals vom 20. September 2020 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/talk.ictvonline.org.
6. Jakub Barylski, François Enault, Bas E. Dutilh, Margo B. P. Schuller, Robert A. Edwards, Annika Gillis, Jochen Klumpp, Petar Knezevic, Mart Krupovic, Jens H. Kuhn, Rob Lavigne, Hanna Maarit Oksanen, Matthew B. Sullivan, Ho Bin Jang, Peter Simmonds, Pakorn Aiewsakun, Johannes Wittmann, Igor Tolstoy, J. Rodney Brister, Andrew M. Kropinski (2020). Taxonomy proposal: To create one (1) new family, Herelleviridae, in the order Caudovirales. University of Helsinki.
7. Dann Turner, Andrew M. Kropinski, Evelien M. Adriaenssens: A Roadmap for Genome-Based Phage Taxonomy, in: MDPI Viruses Band 13, Nr. 3, Section Bacterial Viruses, 18. März 2021, 506, doi:10.3390/v13030506
8. Jakub Barylski, François Enault, Bas E. Dutilh, Margo B. P. Schuller, Robert A. Edwards, Annika Gillis, Jochen Klumpp, Petar Knezevic, Mart Krupovic, Jens H. Kuhn et al.: Analysis of Spounaviruses as a Case Study for the Overdue Reclassification of Tailed Phages. Systematic Biology, Band 69, Nr. 1, Januar 2020, S. 110–123, doi:10.1093/sysbio/syz036, ePub 25. Mai 2019
9. SIB: sdDNA §Caudovirales:Herelleviridae. Viralzone.
10. ICTV: ICTV Taxonomy history: Listeria virus A511
11. NCBI: Listeria virus A511 (species)
12. Matthew Dunne, Mario Hupfeld, Jochen Klumpp, Martin J. Loessner: Molecular Basis of Bacterial Host Interactions by Gram-Positive Targeting Bacteriophages, in: MDPI Viruses, Band 10, Nr. 8, Special Issue Phage-Host Interactions, 397, 28. Juli 2018, doi:10.3390/v10080397.
13. Jakub Barylski, François Enault, Bas E. Dutilh, Margo B. P. Schuller, Robert A. Edwards, Annika Gillis, Jochen Klumpp, Petar Knezevic, Mart Krupovic, Jens H. Kuhn et al.: Analysis of Spounaviruses as a Case Study for the Overdue Reclassification of Tailed Phages, in: Systematic Biology, Band 69, Nr. 1, Januar 2020, S. 110–123, Epub 25. Mai 2019, doi:10.1093/sysbio/syz036
14. SIB: Okubovirus (syn. Spo1virus). Auf: ViralZone.
15. NCBI: Bacillus phage SP-10 (species)
16. NCBI: Staphylococcus phage SA3 (species)
17. Marta Matuszewska, Gemma G. R. Murray, Xiaoliang Ba, Rhiannon Wood, Mark A. Holmes, Lucy A. Weinert: Stable antibiotic resistance and rapid human adaptation in livestock-associated MRSA. In: eLife, 28. Juni 2022; doi:10.7554/eLife.74819. Dazu:
    • Highly Antibiotic-Resistant Superbug Strain Discovered To Be Able To Infect Humans. Auf: SciTechDaily vom 3. August 2022. Quelle: University of Cambridge.
18. Romain Guérillot, Xenia Kostoulias, Liam Donovan, Lucy Li, Glen P. Carter, Abderrahman Hachani, Koen Vandelannoote, Stefano Giulieri, Ian R. Monk, Mayu Kunimoto, Lora Starrs, Gaétan Burgio, Torsten Seemann, Anton Y. Peleg, Timothy P. Stinear, and Benjamin P. Howden: Unstable chromosome rearrangements in Staphylococcus aureus cause phenotype switching associated with persistent infections. In: PNAS, Band 116, Nr. 40, 16. September 2019, S. 20135​-2014; doi:10.1073/pnas.1904861116, ResearchGate. Siehe insbes. Fig. 1.
19. Vijay Aswani, Fares Najar, Madhulatha Pantrangi, Bob Mau, William R. Schwan & Sanjay K. Shukla: Virulence factor landscape of a Staphylococcus aureus sequence type 45 strain, MCRF184. In: BMC Genomics, Band 20, Nr. 123, 8. Februar 2019, Projekt: MCRF184; doi:10.1186/s12864-018-5394-2; ResearchGate.
20. SIB: Twortvirus. Auf: ViralZone.
21. Roman Pantůček, J. Doskar, V. Růzicková, P. Kaspárek et al.: Identification of bacteriophage types and their carriage in Staphylococcus aureus, in: Archives of Virology 149(9), S. 1689–1703, Oktober 2004, doi:10.1007/s00705-004-0335-6, PMID 15593413
22. NCBI: Brochothrix virus A9 (species) – keine Unterfamilie zugeordnet
23. Samuel Kilcher, Martin J. Loessner, Jochen Klumpp: Brochothrix thermosphacta bacteriophages feature heterogeneous and highly mosaic genomes and utilize unique prophage insertion sites, in: J Bacteriol 192(20), Oktober 2010, S. 5441–5453, Epub 13. August 2010, doi:10.1128/JB.00709-10, PMID 20709901, PMC 2950505 (freier Volltext) – veraltet: Myoviridae: Spounavirinae
24. Basem Al-Shayeb, Rohan Sachdeva, Lin-Xing Chen, Cindy J. Castelle, Alexander L. Jaffe, Jennifer A. Doudna, Jillian F. Banfield et al.: Clades of huge phage from across Earth’s ecosystems, in: Nature 578, 12. Februar 2020, S. 425–431, doi:10.1038/s41586-020-2007-4. Dazu:
    • bioRxiv, PrePrint vom 11. März 2019, doi:10.1101/572362
    • Huge bacteria-eating viruses close gap between life and non-life – Large bacteriophages carry bacterial genes, including CRISPR and ribosomal proteins; auf: EurekAlert! vom 12. Februar 2020
25. NCBI: Herelleviridae (family)