Coccolithovirus es un género de virus de ADN bicatenario gigante, de la familia Phycodnaviridae . Las algas, específicamente Emiliania huxleyi , una especie de cocolitóforo , [1] sirven como huéspedes naturales. En este género sólo existe una especie descrita: el virus Emiliania huxleyi 86 . [1] [2]
Los cocolitovirus tienen envoltura, son icosaédricos y tienen un diámetro que oscila entre 100 y 220 nm. Sus genomas son lineales, tienen entre 410 y 415 kb de longitud y se prevé que codifiquen aproximadamente 472 proteínas. [1]
Los cocolitovirus son parte de la familia Phycodnaviridae , una de las cinco familias que pertenecen a un grupo grande y filogenéticamente diverso de virus conocidos como virus nucleocitoplasmáticos grandes de ADN ds ( 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 del EhV-86, la estrategia de infección no se comprende completamente, pero Mackinder et al. (2009) [3] han propuesto el siguiente modelo: el virus ingresa a la célula huésped mediante endocitosis , seguida de la fusión de su membrana lipídica con la membrana de la vacuola del huésped y la liberación de su núcleo de nucleoproteína en el citoplasma. Alternativamente, la membrana del virus podría fusionarse directamente con la membrana plasmática del huésped. Luego, el genoma del virus 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 mediante un mecanismo de gemación controlado, lo que conduce a la degradación celular de la célula huésped. . [ cita necesaria ]
Durante las etapas G2 y M del ciclo de vida, la cocosfera está incompleta y aumenta la exposición de la membrana plasmática al virus. Incluso con una cocosfera intacta, puede ocurrir una infección debido a espacios que ocurren naturalmente entre los cocolitos. [4]
E. huxleyi es conocida por formar floraciones de algas 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 de algas generalmente colapsan después de 5 a 8 días y varios estudios han demostrado que la terminación de la floración está intrínsecamente relacionada con la infección por cocolitovirus. [6] La transmisión de virus entre algas hospedadoras se produce mediante difusión pasiva. Además, también se detectó ADN del EhV en copépodos , lo que llevó a la propuesta de que los virus se dispersan aún más mediante el zooplancton portador de virus . [7]
Hasta la fecha, entre 1999 y 2008 se han aislado 14 cepas de EhV, principalmente en el Canal de la Mancha (CE), pero también en la costa de Noruega y Escocia. [8] [9] [10] [11] [12] Aunque se encuentran disponibles secuencias parciales de estas 14 cepas, 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 ). Sorprendentemente, el 80% de estos supuestos genes 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 y al menos cuatro genes que codifican proteínas involucradas en la biosíntesis de esfingolípidos. Se demostró que estos habían sido adquiridos del huésped mediante transferencia genética horizontal . [14]
Además, el genoma EhV-86 reveló tres familias distintas (A, B, C) de regiones repetitivas dentro del genoma. [15] La familia C consta de repeticiones ricas en AT que no son codificantes y que probablemente forman 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 del genoma de 104 kpb (200 a 304 kbp), que no contiene homólogos de genes 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 los CDS asociados. [ cita necesaria ]
Durante la infección se describió un patrón de expresión distinto de genes virales que podría dividirse 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 están ubicados en la región de 104 kpb 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 no se ha establecido 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 logró detectar ninguna subunidad importante de 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, investigadores del Laboratorio Marino de Plymouth (Willie Wilson et al. .) y en el 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 convierte en un "virus gigante" y el virus marino más grande conocido por genoma [2 ] .
A partir de la investigación inicial del genoma de los cocolitovirus , se descubrió una secuencia de genes responsables de la producción de ceramida . [18] La ceramida es un factor de control de la muerte celular y actualmente se cree que el cocolithovirus la utiliza para prolongar la vida de Emiliania huxleyi mientras utiliza la célula huésped para replicarse. Esta es una capacidad única que no se ha visto en ningún otro genoma viral hasta la fecha. [ cita necesaria ]
