Escherichia virus P1

Escherichia virus P1 tillhör order Caudovirales och familj Myoviridae. Det kallas ofta FAG P1 och var en av de första bakteriofagerna som ska identifieras i koliform Escherichia coli. Det är den representativa arter av ett litet släkte P1 virus inom Myoviridae, som också innehåller Aeromonas virus 43., Omfattande studier av phage P1 har bidragit avsevärt till banbrytande utveckling på 1960-talet i rekombinant DNA-teknik som involverar platsspecifik rekombination, begränsning modifiering och kloning av stora fragment av DNA.

phage P1 har ett stort icosahedral huvud med cirka 65-85 nm diameter fäst vid en karakteristisk lång svans av 220 nm längd. En rörliknande kontraktil mantel omger svansen som slutar i en basplatta och sex-kinked svans fibrer av 90 nm längd. Faghuvudet omfattar ett linjärt dsDNA-genom på 93 kb., Den fullständiga genomsekvensen av phage P1 kodar för minst 117 gener och innehåller en stor karakteristisk sekvens redundans vid varje 5′ och 3 ’ slut. Dessa redundanta sekvenser är variabla i längd och sträcker sig från 10 till 15 kb. Vid inträde i en värdcell genomgår viralt DNA snabb cirkulation genom rekombination mellan de överflödiga sekvenserna. Denna homologa rekombination stöds av värdkodade rekombinaser eller av ett fagdrivet, platsspecifikt Cre-lox-rekombinationssystem., I det senare fallet fortsätter rekombination mellan två loxP-platser som ligger på de terminala redundanta regionerna av det virala genomet med hjälp av det FAG-kodade ”Cre” – proteinet.

liksom andra caudovirales är phage P1 en tempererad bakteriofag som kan anta lysogena eller lytiska livsstilar. Beslutet att ange antingen en lytisk eller lysogen fas beror på värdmiljön och faktorer som påverkar transkription av en monomerisk C1-repressormolekyl som reglerar immunitet hos Fage P1., Under lysogeni replikerar det cirkulariserade FAG-DNAet (kallat en profag) i värdcytoplasman som ett lågt kopiantal plasmid från ett ursprung av replikation (oriR) med olika fagkodade proteiner som också undertrycker den lytiska fasen. Plasmidprofagen är mycket stabil och ärvd av dotterceller efter celldelning av bakterievärden. Därför replikering och partitionering av fag P1 i dotterceller är tätt reglerad. En fagkodad proteinrepa tillsammans med itererade upprepningssekvenser på incA-och incC-platser deltar i replikering av plasmidprofagen., Replikering påverkas också av metyleringsstatus för oriR-sekvensen på faggenomet och oriC-sekvensen på bakteriegenomet. Värdfaktorer som DnaA, Hu och olika chaperoner deltar i modifiering av RepA och replikering av den cirkulariserade profeten plasmid. Som bakteriofager P7 och P22 (som infekterar Salmonella sp.), phage P1 sysselsätter två repressormolekyler (C1 protein och en C4 RNA) för att undertrycka den lytiska fasen., Andra regulatorer innefattar FAG-kodade överförings RNA-molekyler, ett DNA-metyltransferas (MTR), transkriptionella antiterminatorer (Coi och Ant1/2) och ett Co-repressorprotein Lxc. Induktion av profetian är sällsynt men förekommer som svar på UV-skador och näringsförändringar i värdens miljö. En värd transkriptionsfaktor LexA protein är involverad i induktionsprocessen. Phage P1 använder ett annat ursprung av replikation (oriL) som ligger inom genen som kodar för RepL-protein för den lytiska fasen., Cirka 37 virala operoner transkriberas under lytisk fas av bakteriellt RNA-polymeras. Polymerasholoenzymet bildas i närvaro av ett FAG-kodat lpa-protein vars nivåer regleras i sin tur av C1-repressormolekylen och ett bakteriellt stringent svält protein SspA.

ett viktigt inslag i viruset är ”generaliserad transduktion”, där i stället för sitt eget DNA förpackas stora fragment av bakterie-värd-DNA i faghuvudet., Till skillnad från lambda-Fagen kan generaliserad transduktion av phage P1 mobilisera cirka 100 kb värd-DNA mellan två bakteriella värdstammar. Vid transduktion till en mottagarbakteriestam integreras bakteriegenerna ibland i värdgenomet genom platsspecifik rekombination. Som ett resultat lyser den transducerade bakterien inte och lider ingen toxicitet från virusinfektion.

värdområdet för Fage P1 är E. coli som tillhör Gammaproteobacteria och Enterobacteriaceae. Därför återspeglar fördelningen av denna FAG den hos dess allestädes närvarande värd., Överföring av viruset innebär enhetlig penetration av den inre svansen röret i E. coli periplasma och förskjutning av basplattan bort från det yttre membranet under svans sammandragning. Svansfibrerna binder till en specifik värdreceptor som är en glukosdel på lipopolysackaridkärnan i det yttre bakteriememembranet. Ett lytiskt trans-glykosylas underlättar penetrering av bakteriecellväggen och utstötning av fag-DNA i värden. Ett ” Sim ” – protein produceras snabbt som ger immunitet mot bakterievärden, med undantag för andra invaderande fager., Vid inträde i värden förblir det införda DNA bundet till två fagkodade proteiner som kallas dara och DarB (ett MTR-och helicas) som gör det virala DNA som är resistent mot digestion genom enterobakteriell typ i-begränsning endonukleaser. Eftersom E. coli-glykolipidreceptorn för Fage P1 är vanlig i flera gramnegativa bakterier kan viruspartikeln adsorbera på ytterväggen och injicera DNA i cytoplasman hos många bakterier. Det kan emellertid inte genomgå efterföljande replikation hos dessa bakteriearter., Upptäckten av sekvenser som liknar Fage P1 Cre rekombinaser i metaviromer från komplexa miljöer och enterobakterier tyder på att ytterligare arbete är nödvändigt för att riva upp biologin hos dessa Fager i olika miljöer och värdar. Jämförande genomsekvensering av P1-relaterade virus (t.ex. oklassificerade Punalikevirus viz. phage D6, phage phiW39, phage RCS47 och phage SJ46 identifierad från olika enterobakterier) kommer sannolikt att avslöja insikter i nya processer av viral DNA-förpackning, platsspecifik rekombination och immunitet.