فيروس إيسيرودي

فيروسات Icerudivirus هي جنس من الفيروسات ينتمي إلى عائلة Rudiviridae . هذه الفيروسات غير مغلفة، ذات شكل عصوي صلب، ولها جينوم خطي مزدوج السلسلة من الحمض النووي، وتصيب العتائق المحبة للحرارة الشديدة من نوع Sulfolobus islandicus . ^{[ 1 ] [ 2 ]} يوجد ثلاثة أنواع في هذا الجنس. ^{[ 3 ]}

تم تصنيف الأنواع التالية ضمن هذا الجنس: ^{[ 3 ]}

• فيروس Icerudivirus SIRV1 ^{[ 4 ]}
• فيروس Icerudivirus SIRV2 ^{[ 5 ]}
• فيروس Icerudivirus SIRV3 ^{[ 6 ]}

كان يُطلق على فيروس Icerudivirus سابقًا اسم Rudivirus ولكن تمت إعادة تسميته في عام 2020. ^{[ 7 ]}

تم إنتاج سلالتي SIRV1 وSIRV2 من سلالات Sulfolobus islandicus المستنسخة من المستعمرات . عُزلت السلالتان من عينات أُخذت عام 1994 من حقلين كبريتيين مختلفين في أيسلندا ، وهما Kverkfjöll و Hveragerði ، واللذان يفصل بينهما مسافة 250  كم. تصل درجة حرارة هذه الينابيع الكبريتية الحمضية الساخنة الأيسلندية إلى 88  درجة مئوية، ودرجة حموضتها إلى 2.5. ^{[ 8 ]}

الفيروسات غير مغلفة، وتتكون من بنية حلزونية فائقة أنبوبية الشكل تتألف من الحمض النووي المزدوج والبروتين البنيوي الرئيسي، مع وجود سدادات في كل طرف ترتبط بها ثلاثة ألياف ذيلية. ويبدو أن هذه الألياف الذيلية تشارك في عملية الامتزاز على سطح الخلية المضيفة، وتتكون من أحد البروتينات البنيوية الثانوية.

SIRV1 وSIRV2 عبارة عن قضبان صلبة يبلغ عرضها حوالي 23  نانومترًا، لكنها تختلف في الطول؛ إذ يبلغ طول SIRV1 حوالي 830  نانومترًا، بينما يبلغ طول SIRV2 حوالي 900  نانومتر. تحتوي هذه القضبان على قناة مركزية يبلغ قطرها حوالي 6  نانومترات تُغلّف جينوم الحمض النووي. يوجد في كل طرف من طرفي القضيب سدادة يبلغ  طولها حوالي 48 نانومترًا وقطرها 6 نانومترات تملأ الجزء الطرفي من التجويف، بالإضافة إلى ثلاثة ألياف ذيلية يبلغ طول كل  منها حوالي 28 نانومترًا. 

تم الحصول على نموذج ثلاثي الأبعاد لفيروس SIRV2 بدقة تقارب 4 أنغستروم باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة. ^{[ 9 ]} كشف التركيب عن شكل غير معروف سابقًا لتنظيم الفيروس، حيث يلتف بروتين الغلاف الرئيسي الحلزوني ألفا لفيروس SIRV2 حول الحمض النووي، مما يجعله غير قابل للوصول إلى المذيب. وُجد أن الحمض النووي الفيروسي موجود بالكامل في الشكل A، مما يشير إلى آلية مشتركة مع الأبواغ البكتيرية لحماية الحمض النووي في البيئات الأكثر قسوة.

يتكون الجينوم من حمض نووي مزدوج السلسلة خطي، ويتراوح طوله بين 24 كيلوبايت (ARV1) و35 كيلوبايت (SIRV2). يرتبط شريطا الجينوم الخطي بروابط تساهمية، وتوجد في طرفي الجينوم تكرارات طرفية معكوسة. يصل حجم فيروسات Sulfolobus rudiviruses إلى 32.3 كيلوبايت لـ SIRV1 و35.8 كيلوبايت لـ SIRV2، مع تكرارات طرفية معكوسة بطول 2029 كيلوبايت في طرفي الجينوم الخطي. محتوى الجوانين والسيتوزين (G+C) في كلا الجينومين منخفض للغاية، إذ يبلغ 25% فقط، بينما يصل في جينوم Sulfolobus solfataricus (الجينوم المُتسلسل الأقرب إلى مضيف الفيروس) إلى 37%.

على الرغم من اختلاف تسلسلات التكرارات الطرفية المعكوسة للفيروسات الرودية، إلا أنها جميعًا تحمل النمط AATTTAGGAATTTAGGAATTT بالقرب من نهايات الجينوم، والذي قد يشكل إشارة لإنزيم حل وصلة هوليداي ^{[ 10 ]} وتضاعف الحمض النووي .

تتميز أنماط النسخ الجيني لفيروسَي SIRV1 وSIRV2 بالبساطة النسبية، مع اختلافات طفيفة في التعبير الزمني. ^{[ 11 ]} في المقابل، تشير التوقعات إلى أن ما لا يقل عن 10% من جيناتهما تحتوي على أنماط ربط مختلفة للحمض النووي في البروتينات التي تشفرها، وقد صُنفت هذه البروتينات كمنظمات نسخ محتملة . ^{[ 12 ]} وقد أشارت الدراسات إلى وجود نسبة عالية من الجينات الفيروسية التي تشفر بروتينات ربط الحمض النووي ذات أنماط ربط الحمض النووي الشريطية الحلزونية الحلزونية (RHH) . ويمكن أن يُبرز وفرة الجينات التي تشفر بروتينات تنتمي إلى عائلة RHH الفائقة، والموجودة في جينومات الكريناركييا وفيروساتها، الدور المهم لهذه البروتينات في تنظيم نسخ الجينات المضيفة والفيروسية في ظل الظروف القاسية.

كان بروتين SvtR ^{[ 13 ]} أول منظم RHH من عائلة العتائق (crenarchaea) يتم توصيفه بالتفصيل، كما كان أول منظم نسخ مشفر فيروسيًا ضمن نطاق العتائق . يثبط هذا البروتين بشدة نسخ البروتين البنيوي الثانوي، وبدرجة أقل، نسخ جينه الخاص. يتشابه تركيبه إلى حد كبير مع بروتينات RHH البكتيرية على الرغم من انخفاض تشابه التسلسل، مثل CopG، وهو منظم للتحكم في عدد نسخ البلازميد البكتيري.

كما ثبت أن منشط النسخ المشفر بواسطة Sulfolobus islandicus، والذي يُسمى Sta1، يقوم بتنشيط نسخ العديد من الجينات الفيروسية . ^{[ 14 ]}

يتعرف فيروس SIRV2 على عائله من خلال الارتباط بالزوائد الشعيرية من النوع 4 الموجودة بكثرة على سطح الخلية. ^{[ 15 ] [ 16 ]} يرتبط الفيروس مبدئيًا بطرف الزائدة الشعيرية، ثم يتقدم على طولها إلى سطح الخلية، حيث يتفكك الفيروس ويتم استيعاب جينوم SIRV2 داخل الخلية عبر آلية غير معروفة. ^{[ 15 ]} يُعد SIRV2 فيروسًا محللًا يقتل الخلية المضيفة نتيجة لآليات معقدة يُديرها الفيروس. يحدث تحلل واسع النطاق لكروموسومات الخلية المضيفة بسبب العدوى الفيروسية، ويحدث تجميع الفيروس في السيتوبلازم . تُطلق الفيروسات من الخلية المضيفة عبر آلية تتضمن تكوين تراكيب خلوية محددة. ^{[ 17 ]}

يمكن أن يعمل فيروس SIRV2 كقالب للتعديل الكيميائي الانتقائي للموقع والمتحكم فيه مكانيًا. يمكن معالجة كل من طرفي الفيروس وجسمه، أو طرفيه فقط، كيميائيًا، وبالتالي يمكن اعتبار SIRV2 وحدة بناء نانوية فريدة من نوعها من الناحية الهيكلية. ^{[ 18 ]}

• الوسائط المتعلقة بفيروس Icerudivirus على ويكيميديا ​​كومنز