Bacilladnaviridae ist die Bezeichnung für eine Familie von Viren mit DNA-Genom im PhylumCressdnaviricota (en. circular REP-encoding single-stranded DNA viruses, informell CRESS-DNA-Viren). Ihre natürlichen Wirte sind hauptsächlich Kieselalgen (Diatomeen alias Bacillariophyta) wie Chaetoceros. Sie haben ein unsegmentiertes, zirkuläres Genom, das zu einem kleinen Teil Doppelstrang-DNA, ansonsten aber Einzelstrang-DNA ist.
Die Bezeichnung Bacilladnaviridae ist zusammengesetzt aus der Bezeichnung Bacillariophyta für die Wirte, DNA, und der Endung -viridae für Virusfamilien.
Beschreibung
Genomkarte der Spezies Chaetoceros protobacilladnavirus 2, Gattung Protobacilladnavirus, mit einem einzigen komplementären ssDNA-FragmentGenomkarte von Chaetoceros setoensis DNA virus (CsetDNAV), Spezies Chaetoceros diatodnavirus 1, Gattung Diatodnavirus.TEM-Aufnahme von Ultradünnschnitten von Chaetoceros setoensis und negativ gefärbten Chaetoceros setoensis DNA-Virionen (CsetDNAV), Spezies Chaetoceros diatodnavirus 1Genomkarte der Spezies Avon-Heathcote Estuary associated kieseladnavirus, Gattung Kieseladnavirus, dargestellt ohne das (vorhandene) komplementäre ssDNA-Fragment.
Die Virionen haben einen Durchmesser von etwa 34nm – bei Chaetoceros setoensis DNA virus (CsetDNAV, Spezies Chaetoceros diatodnavirus 1) beispielsweise 33nm – und sammeln sich im Zellkern an.
Das Genom dieser Viren scheint einzigartig zu sein. Es besteht aus einem einzigen Molekül kovalent geschlossener zirkulärer einzelsträngiger DNA von 4,5–6kb (Kilobasen) sowie (normalerweise) einem Segment (Fragment) bezeichnet linearer ssDNA von (insgesamt) ca. 0,6 bis 1kb. In der Baltimore-Klassifikation weist sie dies als Mitglieder der Gruppe 2 (ssDNA-Viren) aus. Die linearen Fragmente sind aber komplementär zu einem Teil des geschlossenen Rings, wodurch in diesem teilweise doppelsträngige Regionen (dsDNA) entstehen, eine Konfiguration, die nach Baltimore nicht klassifizierbar wäre. Ausnahmen von der üblichen Zahl von einem komplementären Fragment sind beispielsweise: ● Bei Chaetoceros setoensis DNA virus (CsetDNAV) hat die zirkuläre DNA eine Länge von 5836nt (Nukleotiden der Basen), und es gibt sogar acht kurze Segmente linearer komplementärer ssDNA mit jeweils nur 67 bis 145nt. ● Bei dem als Mitglied vorgeschlagenen Spezies „Chaetoceros debilis DNA virus“ (CdebDNAV) gibt es offenbar keine solchen linearen Fragmente.
Es gibt mindestens drei große Offene Leserahmen (englischopen reading frames, ORFs) in diesem Genom: VP1, VP2, VP3 (der Größe nach aufsteigend). D.h. es kodiert für (mindestens) drei Proteine.
Wahrscheinlich replizieren Bacilladnaviridae ähnlich wie andere eukaryotische ssDNA-Viren ihr Genom per Rolling-Circle-Mechanismus, der durch die im Virusgenom kodierte Endonuklease Rep (kodiert durch VP3) initiiert wird.
Dieses Protein weist bei den Bacilladnaviridae jedoch unter den konserviertenSequenzmotiven für diese spezifische Besonderheiten auf und bildet in phylogenetischen Bäumen eine monophyletische Klade, die von anderen Gruppen von ssDNA-Viren getrennt ist.
Das Kapsidprotein CP (kodiert durch VP2) hat eine Jelly-Roll-Faltung (englischsingle jelly roll fold) und ist am engsten mit den entsprechenden Proteinen von Mitgliedern der Familie Nodaviridae verwandt, die allerdings ein Einzelstrang-RNA-Genom besitzen. Offenbar ist es im Laufe der Evolution der ssDNA-Bacilladnaviridae zu einer Übernahme des Kapsid-Gens von den ssRNA-Nodaviridae gekommen.
Reife Virionen werden am Ende durch Lyse der Wirtszelle freigesetzt.
Systematik
Phylogenetischer Baum einiger Viren (bzw. vermutlicher Metagenom-Contigs) der Bacilladnaviridae, vorgeschlagen von Tomaru etal. (2013) Fig.6.
Die Systematik der Familie Bacilladnaviridae gestaltet sich nach ICTV – ergänzt um einige Vorschläge in doppelten Anführungszeichen (nach NCBI wo nicht anders vermerkt) – ist mit Stand 4. April 2026 wie folgt:
Oben mit angegeben sind die Genomgößen, ggf. (soweit bekannt) auch die Fragmentgrößen nach Arsenieff (2018) und Kazlauskas etal. (2017)
Literatur
Yuji Tomaru, Kensuke Toyoda, Hidekazu Suzuki, Tamotsu Nagumo, Kei Kimura, Yoshitake Takao:New single-stranded DNA virus with a unique genomic structure that infects marine diatom Chaetoceros setoensis. In: Nature Scientific Reports. Band3, Nr.1, 26.November 2013, ISSN2045-2322, S.3337, doi:10.1038/srep03337, PMID 24275766.
Anmerkungen
↑Weiße Pfeile mit schwarzem Rand zeigen PCR-Primer an. Graue Pfeile zeigen die Positionen der ORFs VP1, VP2 und VP3 an. Graue Kästen zeigen die Positionen der acht kleinen, komplementären ssDNA-Fragmente an.
↑Akronyme: Chaetoceros debilis DNA virus (CdebDNAV), C. lorenzianus DNA virus (ClorDNAV), C. salsugineum DNA virus (CsalDNAV), C. setoensis DNA virus (CsetDNAV), C. tenuissimus DNA virus (CtenDNAV), Chaetoceros sp. strain TG07-C28 DNA virus (Csp05DNAV), Thalassionema nitzschioides DNA virus (TnitDNAV).
↑Virus Taxonomy: 2019 Release.In:talk.ictvonline.org.International Committee on Taxonomy of Viruses,abgerufen am 25.April 2020(englisch).
↑Y. Tomaru, Y. Takao, H. Suzuki, T. Nagumo, K. Koike, K. Nagasaki:Isolation and Characterization of a Single-Stranded DNA Virus Infecting Chaetoceros lorenzianus Grunow. In: Applied and Environmental Microbiology. 77. Jahrgang, Nr.15, 2011, S.5285–5293, doi:10.1128/AEM.00202-11, PMID 21666026, PMC3147440(freier Volltext) – (englisch).
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