Escherichia virus P1

Escherichia virus P1 appartient à l’ordre Caudovirales et à la famille des Myoviridae. Il est communément appelé phage P1 et a été l’un des premiers bactériophages à être identifié chez le coliforme Escherichia coli. C’est l’espèce représentative d’un petit genre de virus P1 au sein des Myoviridae, qui comprend également le virus Aeromonas 43., Des études approfondies sur le phage P1 ont contribué de manière significative aux développements pionniers dans les années 1960 dans les technologies de L’ADN recombinant impliquant la recombinaison spécifique au site, la modification de restriction et le clonage de gros fragments d’ADN.

le phage P1 a une grande tête icosaédrique d’environ 65-85 nm de diamètre attachée à une longue queue caractéristique de 220 nm de longueur. Une gaine contractile en forme de tube entoure la queue qui se termine par une plaque de base et des fibres de queue à six plis de 90 nm de longueur. La tête de phage comprend un génome linéaire d’adnds de 93 kb., La séquence complète du génome du phage P1 code au moins 117 gènes et contient une grande redondance de séquence caractéristique à chaque extrémité 5′ et 3′. Ces séquences redondantes sont de longueur variable et vont de 10 à 15 Ko. Lors de son entrée dans une cellule hôte, l’ADN viral subit une circularisation rapide par recombinaison entre les séquences redondantes. Cette recombinaison homologue est facilitée par des recombinases codées par l’hôte ou par un système de recombinaison CRE-lox spécifique au site, piloté par phage., Dans ce dernier cas, la recombinaison se déroule entre deux sites LoxP situés sur les régions terminales redondantes du génome viral aidés par la protéine « cre” codée par les phages.

comme les autres caudovirales, le phage P1 est un bactériophage tempéré qui peut adopter des modes de vie lysogènes ou lytiques. La décision d’entrer dans une phase lytique ou lysogénique dépend de l’environnement hôte et des facteurs influençant la transcription d’une molécule de répresseur C1 monomère qui régule l’immunité du phage P1., Au cours de la lysogénie, L’ADN de phage circularisé (appelé prophage) se réplique dans le cytoplasme de l’hôte sous la forme d’un plasmide à faible nombre de copies provenant d’une origine de réplication (oriR) à l’aide de diverses protéines codées par phage qui répriment également la phase lytique. Le prophage plasmidique est très stable et hérité par les cellules filles après la division cellulaire de l’hôte bactérien. Par conséquent, la réplication et le partitionnement du phage P1 en cellules filles sont étroitement régulés. Une protéine codée par phage RepA ainsi que des séquences répétées itérées aux sites incA et incC participent à la réplication du prophage plasmidique., La réplication est également affectée par l’état de méthylation de la séquence oriR sur le génome du phage et de la séquence oriC sur le génome bactérien. Des facteurs hôtes tels que DnaA, HU et divers chaperons participent à la modification du RepA et à la réplication du plasmide de prophage circularisé. Comme les bactériophages P7 et P22 (qui infectent Salmonella sp.), le phage P1 emploie deux molécules de répresseur (protéine C1 et un ARN C4) pour supprimer la phase lytique., D’autres régulateurs comprennent des molécules d’ARN de transfert codées par phage, une ADN méthyltransférase (MTR), des antiterminateurs transcriptionnels (Coi et Ant1/2) et une protéine Co-répressive Lxc. L’Induction du prophage est rare mais se produit en réponse aux dommages causés par les UV et aux changements nutritionnels dans l’environnement de l’hôte. Une protéine Lexa à facteur transcriptionnel hôte est impliquée dans le processus d’induction. Le phage P1 utilise une origine différente de réplication (oriL) située dans le gène codant pour la protéine RepL pour la phase lytique., Environ 37 opérons viraux sont transcrits au cours de la phase lytique par L’ARN polymérase bactérienne. L’holoenzyme polymérase est formée en présence d’une protéine LPA codée par phage dont les niveaux sont régulés à leur tour, par la molécule de répresseur C1 et une protéine de famine stricte bactérienne SspA.

Une caractéristique importante du virus est la « transduction généralisée”, où au lieu de son propre ADN, de gros fragments de l’ADN de l’hôte bactérien sont emballés dans la tête du phage., Contrairement au phage lambda, la transduction généralisée par le phage P1 peut mobiliser environ 100 kb d’ADN hôte entre deux souches hôtes bactériennes. Lors de la transduction dans une souche bactérienne receveuse, les gènes bactériens s’intègrent occasionnellement dans le génome de l’hôte par recombinaison spécifique au site. En conséquence, la bactérie transductée ne lyse pas et ne souffre d’aucune toxicité due à une infection virale.

La gamme hôte du phage P1 EST E. coli qui appartient aux Gammaproteobacteria et Enterobacteriaceae. Par conséquent, la distribution de ce phage reflète celle de son hôte omniprésent., La Transmission du virus implique une pénétration uniforme du tube interne de la queue dans le périplasme D’E. coli et un déplacement de la plaque de base loin de la membrane externe pendant la contraction de la queue. Les fibres de queue se lient à un récepteur hôte spécifique qui est une fraction de glucose sur le noyau de lipopolysaccharide de la membrane bactérienne externe. Une trans-glycosylase lytique facilite la pénétration de la paroi cellulaire bactérienne et l’éjection de L’ADN phagique dans l’hôte. Une protéine” Sim  » est rapidement produite qui confère une immunité à l’hôte bactérien, à l’exclusion des autres phages envahisseurs., Lors de l’entrée dans l’hôte, l’ADN introduit reste lié à deux protéines codées par phage appelées Dara et DarB (une MTR et une hélicase) qui rendent l’ADN viral résistant à la digestion par des endonucléases de restriction entérobactériennes de type I. Puisque le récepteur glycolipide d’E. coli pour le phage P1 est commun dans plusieurs bactéries Gram-négatives, la particule de virus peut adsorber sur la paroi externe et injecter L’ADN dans le cytoplasme de beaucoup de bactéries. Cependant, il ne peut pas subir de réplication ultérieure chez ces espèces bactériennes., La découverte de séquences ressemblant à des recombinases CRE de phages P1 dans des métaviromes d’environnements complexes et d’entérobactéries suggère que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour démêler la biologie de ces phages dans différents environnements et hôtes. Comparatif de séquençage du génome de P1-virus apparentés (par exemple, non classifié Punalikevirus viz. phage D6, phage phiW39, phage RCS47 et phage SJ46 identifiés à partir de diverses entérobactéries) est susceptible de révéler de nouveaux processus de conditionnement de l’ADN viral, de recombinaison spécifique au site et d’immunité.