Mimivirus (APMV) — jättimäinen virus: löytyminen, genomirakenne ja merkitys

Tutustu Mimivirus (APMV) -löytöön, valtavaan genomirakenteeseen ja merkitykseen: historia, rakenne, evoluutio ja vaikutus mikrobiologiaan ja terveysriskeihin.

Mimivirus on erittäin suuri virus. Se löydettiin vuonna 1992.

APMV löydettiin vahingossa Acanthamoeba polyphaga -ameban sisältä. Virus näkyi gramvärjäyksessä, ja sitä luultiin erehdyksessä grampositiiviseksi bakteeriksi.

Se on joko virussuku, jolla on yksi ainoa laji, Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV), tai se on ryhmä fylogeneettisesti sukua olevia suuria viruksia (MimiN).

Puhekielessä APMV:stä käytetään yleensä nimitystä "mimivirus". Lokakuuhun 2011 asti, jolloin kuvattiin vielä suurempi virus Megavirus chilensis, se oli kaikkien tunnettujen virusten suurin (kapsidin halkaisija).

Mimiviruksen genomi on suuri ja monimutkainen verrattuna useimpiin muihin viruksiin. Mimivirus, joka on lyhenne sanoista "jäljittelevä mikrobi", on saanut nimensä suuren kokonsa ja Gram-värjäysominaisuuksiensa vuoksi.

Löytyminen ja lyhyt historia

Mimivirus löydettiin alun perin kuitenkaan ilman, että sitä tunnistettiin virukseksi: se havaittiin Acanthamoeba polyphaga -ameban sisältä ja näkyi mikroskopialla ja Gram-värjäyksessä, minkä vuoksi se luultiin aluksi bakteeriksi. Viruksen kuvaus ja nimeäminen julkaistiin laajemmin 2000-luvun alussa, ja löydön myötä syntyi laaja kiinnostus "jättiviruksia" kohtaan. Sittemmin on kuvattu useita muita suuria viruksia, kuten mainittu Megavirus chilensis, sekä erilaisia sukulaisryhmiä.

Genomirakenne ja geenisisältö

Mimivirusilla on kaksijuosteinen DNA-genomi, joka on poikkeuksellisen suuri viruksille: genomin pituus on tyypillisesti noin 1–1,2 megabasis paria (Mbp), ja se sisältää lähemmäs tuhannen proteiinia koodaavaa geeniä. Genomi kantaa geneettistä aineistoa, joka koodaa paitsi viruksen perusrakenteita ja replikaatioon liittyviä proteiineja myös epätavallisia, aiemmin lähinnä soluissa tunnettuja toimintoja.

• Omalaatuiset geenit: Mimivirus voi koodata esimerkiksi tRNA-molekyylejä ja osan proteiineista, jotka liittyvät proteiinisynteesin apuvälineisiin (esim. aminoatsyylitrna-syntaaseja). Tämä on poikkeuksellista monille muille viruksille ja herättää kysymyksiä viruksen evolutiivisesta alkuperästä ja geneettisestä vaihtelusta isäntien kanssa.
• Monimutkaisuus: Genomi sisältää myös geeniryhmiä, jotka liittyvät DNA:n korjaukseen, transkriptioon ja muuhun geneettiseen säätelyyn, mikä tekee elämästä ja replikaatiosta itsenäisempää verrattuna tavanomaisiin pienempiin viruksiin.

Virionin rakenne

Mimiviruksen partikkeli on suuri, icosaedrinen kapsidi, jonka kapsidin halkaisija on huomattavasti suurempi kuin useimmilla viruksilla. Kapsidin pinnalla on pitkäkarvaisia fibrillejä, jotka tekevät partikkelista vielä kookkaamman näköisen mikroskoopissa.

Viruksella on myös eräitä rakenteellisia erikoisuuksia, kuten niin kutsuttu "stargate"-rakenteeksi kuvattu huippukohta, jonka kautta genomi vapautuu isäntäsoluun infektion aikana. Suuren kokonsa ja rakenteensa vuoksi mimiviruset erottuvat helposti sekä elektronimikroskopiakuvissa että tavanomaisissa värjäyksissä.

Luokittelu ja sukulaisuus

Mimivirus kuuluu suurempaan jättivirusten joukkoon, jota on kutsuttu esimerkiksi nimellä "nucleocytoplasmic large DNA viruses" (NCLDV) tai nykyisissä luokituksissa perheeksi Mimiviridae ja laajempiin ryhmiin, jotka sisältävät mm. Pandoraviridae- ja Marseilleviridae-perheitä. Näiden virusten fylogeneettinen asema on ollut tutkimuksen kohteena, ja osa töistä viittaa siihen, että jättivirukset muodostavat monimuotoisen kladin, jonka alkuperä ja geneettiset yhteydet solumaiseen elämään ovat olleet kiistanalaisia ja keskustelua herättäviä.

Merkitys ja mahdolliset vaikutukset ihmisiin

Mimivirus on tärkeä tutkijoille, koska sen löydös laajensi käsitystämme virusten koosta ja geneettisestä monimuotoisuudesta. Se on herättänyt keskustelua siitä, mitkä ominaisuudet määrittelevät "elämän" ja kuinka laajasti virukset ovat osallistuneet geenien kiertoon evoluutiossa.

Potentiaalinen merkitys ihmisten terveydelle on vielä epäselvä: joissain tutkimuksissa on havaittu vasta-aineita ja tutkimuksia, jotka viittaavat mahdollisiin yhteyksiin hengitystieinfektioihin, mutta varmoja todisteita mimiviruksen aiheuttamasta ihmistautitapauksesta on rajoitetusti. Nykyinen konsensus on, että mimivirus ja sen sukulaiset ovat pääasiassa amebojen isäntiä ja ympäristöreservoareja, mutta jatkotutkimus on tarpeen mahdollisten zoonoosien tai ihmisten infektiopotentiaalin tarkentamiseksi.

Esiintyvyys, levittäytyminen ja tutkimus

Mimivirusia ja sen sukulaisia on löydetty monenlaisista ympäristöistä, kuten vesistöistä (mm. jäähdytysvesistä), maaperästä ja ihmisen aiheuttamissa ympäristöissä. Usein ne löydetään paikallisista amebakantojen kautta tai nykyaikaisilla metagenomisilla menetelmillä, jotka paljastavat suurten DNA-sekvenssien läsnäolon ympäristönäytteissä.

Tutkimuksessa käytetään tyypillisesti ameboja isäntämaljana viruksen eristämiseen, elektronimikroskopiaa virionin visualisoimiseen sekä sekvensointia genomin koostumuksen ja geenisisällön määrittämiseksi. Metagenomiset aineistot ovat laajentaneet tuntemustamme jättivirusten monimuotoisuudesta ja levinnäisyydestä maailmassa.

Yhteenveto

Mimivirus (APMV) edustaa suurten, geneettisesti monimutkaisten virusten ryhmää, jotka muuttivat merkittävästi käsitystämme virusten koosta ja geneettisestä kapasiteetista. Sen löydös — ja sitä seurannut tutkimus — on lisännyt ymmärrystämme virusten evolutiivisista suhteista, genomin monimutkaisuudesta sekä ympäristön mikrobiologisesta monimuotoisuudesta. Vaikka mimiviruksen suoraa merkitystä ihmisten sairauksissa ei ole vielä täysin todistettu, se on keskeinen tutkimuskohde perusvirologiassa, evoluutiobiologiassa ja ympäristömikrobiologiassa.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on mimivirus?

K: Miten APMV löydettiin?

K: Mikä on APMV:n koko nimi?

K: Millä nimellä mimivirusta yleisesti kutsutaan?

K: Oliko Mimivirus suurin viime aikoihin asti tunnettu virus?

K: Mistä Mimivirus on saanut nimensä?

K: Onko Mimivirus yksi laji vai ryhmä sukulaisviruksia?

Hae kirjaimella