Coccolithovirus es un género de virus gigantes de ADN bicatenario, de la familia Phycodnaviridae . Las algas, específicamente Emiliania huxleyi , una especie de cocolitóforo , [1] sirven como huéspedes naturales. Solo hay una especie descrita en este género: el virus Emiliania huxleyi 86. [ 1] [2]
Los cocolitovirus tienen envoltura, son icosaédricos y tienen un diámetro que varía entre 100 y 220 nm. Sus genomas son lineales, tienen una longitud de entre 410 y 415 kb y se prevé que codifiquen aproximadamente 472 proteínas. [1]
Los cocolitovirus son parte de la familia de Phycodnaviridae , una de las cinco familias que pertenecen a un grupo grande y filogenéticamente diverso de virus conocidos como virus nucleocitoplasmáticos de ADN bicatenario grande ( NCLDV ). Estos virus se replican exclusivamente en el citoplasma de la célula huésped o comienzan su ciclo de vida en el núcleo del huésped pero lo completan en el citoplasma. En el caso de EhV-86 la estrategia de infección no se entiende completamente pero Mackinder et al. (2009) [3] han propuesto el siguiente modelo: El virus entra en la célula huésped por endocitosis , seguida de la fusión de su membrana lipídica con la membrana de la vacuola del huésped y la liberación de su núcleo nucleoproteico en el citoplasma. Alternativamente la membrana del virus podría fusionarse directamente con la membrana plasmática del huésped. El genoma del virus luego se libera de la cápside al núcleo, donde es replicado por la ADN polimerasa viral . El genoma replicado se empaqueta en cápsides ensambladas en el citoplasma y se cree que los viriones recién formados (hasta 400–1000) son transportados a la membrana plasmática y liberados por un mecanismo de gemación controlado, que conduce a la descomposición celular de la célula huésped. [ cita requerida ]
Durante las etapas G2 y M del ciclo de vida, la coccosfera está incompleta y la exposición de la membrana plasmática al virus aumenta. Incluso con una coccosfera intacta, puede producirse una infección debido a los espacios que se forman naturalmente entre los cocolitos. [4]
E. huxleyi es conocida por formar floraciones algales estacionales, que pueden alcanzar los 250.000 km 2 , durante las cuales la densidad celular en los 200 m superiores aumenta de 10 3 a 10 5 células por ml de agua de mar. [5] Estas floraciones algales colapsan generalmente después de 5 a 8 días y varios estudios han demostrado que la terminación de la floración está intrínsecamente vinculada a la infección por cocolitovirus. [6] La transmisión de virus entre huéspedes algales ocurre por difusión pasiva. Además, también se detectó ADN de EhV en copépodos , lo que llevó a la propuesta de que los virus se dispersan aún más por el zooplancton portador de virus . [7]
Hasta la fecha, se han aislado 14 cepas de EhV entre 1999 y 2008, principalmente del Canal de la Mancha (CE), pero también de la costa de Noruega y Escocia. [8] [9] [10] [11] [12] Aunque hay secuencias parciales de todas estas 14 cepas disponibles, EhV-86 es la única cepa que se ha secuenciado completamente debido a la naturaleza altamente repetitiva del genoma. [13] La secuenciación de EhV-86 reveló un genoma circular de 407.339 pb de longitud con 472 secuencias codificantes predichas ( CDS ). Cabe destacar que el 80% de estos genes putativos no tienen homólogos en la base de datos hasta la fecha. Aquellos a los que se les podría asignar una función debido a la similitud de secuencia o coincidencias de dominios proteicos incluyen subunidades de ADN y ARN polimerasa , ocho proteasas, así como al menos cuatro genes que codifican proteínas involucradas en la biosíntesis de esfingolípidos. Se demostró que se adquirieron del huésped a través de transferencia horizontal de genes . [14]
Además, el genoma de EhV-86 reveló tres familias distintas (A, B, C) de regiones repetitivas dentro del genoma. [15] La familia C consiste en repeticiones ricas en AT que no son codificantes y que probablemente son parte del origen de replicación ( ORF ). La familia B son repeticiones ricas en GC que se encuentran en productos proteicos de ocho CDS previstos. Las regiones homólogas de la familia A varían en tamaño entre 30 y 300 pb y se encuentran en una sección de 104 kbp (200-304 kbp) del genoma, que no contiene homólogos genéticos de función conocida en las bases de datos actuales. Las unidades repetidas de la familia A no son codificantes y se caracterizan por un nanómero (GTTCCC(T/C)AA) que, en total, aparece en 106 ubicaciones dentro de esta región. Esta secuencia se encuentra directamente aguas arriba de 86 CDS y es probable que desempeñe un papel en el control de la expresión de CDS asociados. [ cita requerida ]
Durante la infección se ha descrito un patrón de expresión distinto de los genes virales que se puede dividir en tres fases según la expresión de CDS. [16] Una hora después de la infección, se transcribieron 39 genes virales, seguidos de otros 194 genes después de 2 h y 71 genes después de 4 h. Los 39 genes que se expresan 1 h después de la infección se encuentran en la región de 104 kbp y tienen el nanómero directamente aguas arriba del codón de inicio. Dado que la expresión de la ARN polimerasa viral no se detectó 1 h después de la infección, aún está por establecer si el promotor es reconocido por una ARN polimerasa viral empaquetada o por la ARN polimerasa del huésped. Sin embargo, el análisis proteómico del virión EhV-86 no detectó ninguna subunidad importante de la ARN polimerasa. [17]
William Wilson y su equipo de la Asociación de Biología Marina (MBA), la Universidad de East Anglia y el Laboratorio Marino de Plymouth (PML) observaron el virus por primera vez en 1999. Más tarde, en el verano de 2005, los investigadores del Laboratorio Marino de Plymouth (Willie Wilson et al.) y del Instituto Sanger (Holden et al.) secuenciaron el genoma de la cepa EhV-86 y descubrieron que tenía 472 genes codificadores de proteínas, lo que lo convertía en un "virus gigante" y el virus marino más grande conocido por genoma [2] .
A partir de las investigaciones iniciales sobre el genoma de los cocolitovirus , se descubrió una secuencia de genes responsables de la producción de ceramida . [18] La ceramida es un factor que controla la muerte celular y actualmente se cree que los cocolitovirus la utilizan para prolongar la vida de Emiliania huxleyi mientras utilizan la célula huésped para replicarse. Esta es una capacidad única que no se ha observado en ningún otro genoma viral hasta la fecha. [ cita requerida ]
