Beschreibung
Arten der einzelligen Grünalge Chlamydomonas dienen seit Langem als Modellorganismen für die Biologie der Eukaryoten und speziell auch die Photosynthese. Allerdings blieb ihre mögliche Wechselwirkung mit Viren in der Umwelt lange Zeit unklar.
Die Entdeckung riesiger endogener viraler Elemente (giant endogenous viral elements, GEVEs) in einer Vielzahl von Protisten-Genomen in der Zeit bis 2025 eröffnete jedoch die Möglichkeit, eine mutmaßliche „latente Infektionsstrategie“ (latent viral infection strategy, vgl. „Temperenz“) bei Riesenviren zu untersuchen. Solche GEVEs können prominente Merkmale eukaryotischer Genome sein, weisen aber auch häufig deutliche Anzeichen „genomischer Erosion“ (darunter Duplikationen, Methylierung und Intron-Invasion.) auf.
Die Beobachtung, dass einige Feldisolate von Chlamydomonas reinhardtii Signaturen von GEVEs aufweisen, legte daher nahe, dass diese Alge auch als wertvolles Modell zur Untersuchung der Dynamik endogener Riesenviren in der Natur dienen könnte.
Wie von Maria Erazo-Garcia et al. im Frühjahr 2025 berichtet, weist der Stamm CC-2937 von Chlamydomonas reinhardtii auf Chromosom 15 ein zusammenhängendes GEVE auf, das durch terminale inverted Repeats (TIRs) von 10,8 und 14,8 kbp (Kilo-Basenpaare) Länge begrenzt wird (diese unterschiedlich Länge ist bedingt durch eine variable Länge der Satellitensequenzen (englisch variable-length satellite array) in den TIRs am Anfang und am Ende).
Mithilfe von Langsequenzierung (long-read sequencing) fanden die Autoren heraus, dass dieses endogene Viruselement aktive (infektiöse) Viruspartikel sowohl in scheinbar gesunden Algenkulturen als auch in Wildpopulationen produzieren kann, insbesondere reichern sich diese während der stationären Wachstumsphase von Flüssigkulturen an. Diese Beobachtung lässt es gerechtfertigt erscheinen, diesem neuen Virusisolat einen offiziellen Virusnamen (Punuivirus latens) zu geben.
Da sich diese Viren normalerweise als GEVE im Wirtsgenom „verstecken“, wird diese Infektionsstrategie auch ‚kryptisch‘ (von griechisch κρυπτός kryptós, deutsch ‚versteckt‘, ‚verborgen‘, ‚geheim‘) genannt.
Mit einer Genomgröße von 617 kbp (Kilo-Basenpaaren) gehört dieses Virus zu den Riesenviren.
Das weitverbreitete Vorkommen von Virusrelikten (englisch virus relicts, d. h. Virusgenom-Bruchstücken) bei Chlamydomonas reinhardtii deutet darauf hin, dass zum einen die Integration von Punuivirus latens bei dieser Alge häufig vorkommt, dass aber zum anderen Selektionsprozesse zur Deaktivierung des Virus führen.
Das GEVE (d. h. das Riesenvirus-Genom) ist von 6 bp langen Zielsequenz-Duplikationen (target site duplications, TSDs) flankiert, die charakteristisch für verschiedene Familien von DD(E/D)-Integrasen sind.
Es enthält mehrere RNA-gesteuerte Nukleasen (RNA-guided nucleases, RGNs), die von mobilen Sequenzen kodiert werden und zusammen mit anderen Proteinen in seine Virionen (Viruspartikel) verpackt sind.
Das GEVE kodiert mehrere egoistische genetische Elemente, darunter mehrere Transposasen, inklusive Fanzor-Nukleasen – diese sind während der Infektion aktiv.
Neben dem GEVE wurden im Genom von C. reinhardtii CC-2937 auch zwei der oben erwähnten Relikte identifiziert (auf Chromosom 7 und 16).
