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Jun 21, 2023

Genoma bipartido e organização estrutural do parvovírus Acheta domesticus densovírus segmentado

Nature Communications volume 14, número do artigo: 3515 (2023) Citar este artigo 897 Acessos 17 Detalhes das métricas altmétricas Parvovírus (família Parvoviridae) são atualmente definidos por um linear

Nature Communications volume 14, número do artigo: 3515 (2023) Citar este artigo

897 acessos

17 Altmétrico

Detalhes das métricas

Os parvovírus (família Parvoviridae) são atualmente definidos por um genoma de ssDNA monopartido linear, capsídeos icosaédricos T = 1 e cassetes de expressão de proteínas estruturais (VP) e não estruturais (NS) distintas dentro de seu genoma. Relatamos a descoberta de um parvovírus com genoma bipartido, Acheta domesticus segmented densovirus (AdSDV), isolado de grilos domésticos (Acheta domesticus), no qual é patogênico. Descobrimos que o AdSDV abriga seus cassetes NS e VP em dois segmentos separados do genoma. Seu segmento vp adquiriu um gene que codifica a fosfolipase A2, vpORF3, por meio de recombinação intersubfamília, codificando uma proteína não estrutural. Mostramos que o AdSDV desenvolveu um perfil de transcrição altamente complexo em resposta à sua estratégia de replicação multipartida em comparação com seus ancestrais monopartidos. Nossos exames estruturais e moleculares revelaram que o AdSDV empacota um segmento do genoma por partícula. As estruturas crio-EM de duas populações de capsídeo vazio e uma de cápside completo (resolução de 3,3, 3,1 e 2,3 Å) revelam um mecanismo de empacotamento do genoma, que envolve uma cauda C-terminal alongada do VP, “fixando” o genoma do ssDNA ao interior do capsídeo no eixo de simetria duplo. Este mecanismo difere fundamentalmente das interações capsídeo-DNA observadas anteriormente em parvovírus. Este estudo fornece novos insights sobre o mecanismo por trás da segmentação do genoma do ssDNA e sobre a plasticidade da biologia do parvovírus.

Os parvovírus (PVs) são vírus pequenos, icosaédricos, sem envelope, que infectam animais vertebrados e invertebrados1. Os densovírus (DVs) são membros da família Parvoviridae, que se replicam autonomamente e infectam invertebrados, classificados em duas subfamílias2. Membros da subfamília Densovirinae infectam uma ampla gama de invertebrados terrestres e aquáticos, nos quais são patogênicos (revisado por Penzes et al.3). Os PVs da subfamília Hamaparvovirinae infectam vertebrados ou invertebrados, com DVs hamaparvovirais classificados em três gêneros. Membros dos gêneros Penstylhamaparvovirus e Hepanhamaparvovirus infectam camarões peneídeos e são patogênicos3,4. Membros do gênero Brevihamaparvovirus infectam exclusivamente mosquitos e estão intimamente relacionados aos penstylhamaparvovirus, sugeridos pela organização do genoma, homologia de proteínas e estratégia de transcrição .

Os membros dos Parvoviridae possuem genomas de ssDNA lineares e monopartidos de 3,6 a 6,2 kb, flanqueados por estruturas secundárias de DNA parcialmente de fita dupla, semelhantes a grampos de cabelo, que podem formar repetições terminais invertidas (ITRs) . Os terminais são essenciais para replicação e empacotamento do genoma . O genoma do parvovírus inclui dois cassetes de expressão, um dos quais codifica um número variado de proteínas não estruturais (NS). Pelo menos uma destas proteínas, convencionalmente designada NS1, contém um domínio helicase da superfamília 3 (SF3), que inclui os únicos motivos de sequência proteica altamente conservados em toda a família . O outro cassete de expressão, designado cap, codifica de uma a quatro proteínas estruturais (VPs). Estas são geralmente extensões N-terminais umas das outras, compartilhando um segmento C-terminal sobreposto, e são montadas no capsídeo10,12. No caso das subfamílias Parvovirinae e Densovirinae, a extensão N-terminal única da proteína 1 do capsídeo menor (VP1u), a maior das VPs, normalmente codifica um domínio de fosfolipase A2 (PLA2) altamente conservado, essencial para a saída endossomal . Após a endocitose mediada por receptor, a fim de alcançar o núcleo para se replicar, foi demonstrado que os PVs trafegam através do sistema endolisossomal da célula hospedeira, expondo a partícula viral ao aumento da acidez de pHs 7,4–4,014,15,16,17 ,18,19. Alguns parvovírus, incluindo todos os membros do Hamaparvovirinae, não possuem atividade PLA2 e utilizam um mecanismo alternativo de saída endossomal19.