조류독감

Algal virus

조류 바이러스는 광합성을 하는 단세포 진핵생물인 조류를 감염시키는 바이러스입니다.2020년 기준으로 [1]조류를 감염시키는 것으로 알려진 바이러스는 61개입니다.조류는 수생 먹이 그물의 필수적인 구성 요소이며 영양 순환을 촉진하기 때문에 조류 개체군을 감염시키는 바이러스는 생물체와 영양 순환 시스템에도 영향을 미칩니다.따라서 이러한 바이러스는 전 세계적으로 상당한 경제적,[2] 생태적 영향을 미칠 수 있습니다.그들의 게놈은 길이가 4.4 - 560 kbp 사이에서 다양했고 이중 가닥 디옥시리보핵산(dsDNA), 이중 가닥 리보핵산(dsRNA), 단일 가닥 디옥시리보핵산(ssDNA) 및 단일 가닥 리보핵산(SSRNA)을 사용했습니다.그 바이러스들은 지름이 [1]20에서 210nm 사이였습니다.1979년에 조류를 감염시키는 바이러스가 처음 발견된 이래로, 조류를 감염시키는 새로운 바이러스를 찾기 위해 몇 가지 다른 기술들이 사용되어 왔고 발견되어야[1][3] 할 많은 조류를 감염시키는 바이러스들이 남아있는 것 같습니다.

DNA바이러스

DNA를 사용하여 게놈 정보를 저장하는 바이러스, DNA 바이러스는 조류 감염 바이러스의 가장 잘 연구된 하위 그룹입니다. 이것은 특히 dsDNA 바이러스 계열인 피코드나바이러스과에 [1][3]해당합니다.하지만,[3] 미미바이러스과에 속하는 거대 바이러스를 포함한 다른 그룹의 dsDNA 바이러스도 조류를 감염시킵니다.최근 65개의 조류 게놈을 조사한 결과 피코드나바이러스과와 미미바이러스과를 모두 포함하는 더 큰 바이러스 그룹인 뉴클레오토플라스틱 대형 DNA 바이러스(NCLDV)에 속하는 일부 바이러스가 숙주의 게놈 [4]중 24개에 통합된 것으로 나타났습니다.최근에, ssDNA 바이러스는 규조류 감염 바이러스 Bacilladnaviridae와 같이[1] 발견되었습니다.

RNA 바이러스

RNA 바이러스는 또한 조류 숙주를 공격합니다.마이크로모나스 푸실라를 감염시키는 레오바이러스과에 속하는 dsRNA 바이러스와 규조류 카이토케로스 [1]테누이시무스를 감염시키는 바실라르바이러스속에 속하는 ssRNA 바이러스가 있습니다.RNA 바이러스 유전자를 조류 게놈에 통합하는 것도 보고되었습니다.산호 내공생 조류인 심비오디늄의 [5]게놈에서 단일 좌초된 디노플라겔산 감염 바이러스의 유전자가 발견되었습니다.

규조류 바이러스

규조류는 해양 [6][7]및 담수 시스템에서 발견되는 가장 일반적인 식물성 플랑크톤 그룹 중 하나입니다.그들은 대략 12,000-13,000 종으로 구성되어 있는 것으로 추정되며, 해양 1차 생산의 35-70%와 세계 1차 [6][7][8]생산의 거의 20%를 차지합니다.다른 중요한 생산자들 중에서, 규조류는 바이러스 [9]감염에 취약할 수 있습니다.규조류 바이러스는 규조류를 감염시키는 바이러스 그룹이며 규조류 집단 내에서 잠재적으로 인구 역학과 사망률에 상당한 [10]영향을 미치는 것으로 나타났습니다.규조류 바이러스는 매우 다양하고 그들의 특정 숙주 세포와 다양한 복잡한 상호작용을 할 수 있습니다; 또한 그들은 생태계로 영양분을 방출하고 규조류를 조절하는 그들의 잠재력과 관련하여 그들의 중요한 생태학적 영향을 증명하는 세포 용해와 영양분 방출을 유발하는 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다.인구[11][12]

규조류 바이러스 발견

Chaetoceros setoensis 및 음성으로 염색된 Chaetoceros setoensis DNA 바이러스(CsetDNAV) 입자의 초박형 단면 TEM 현미경 사진, Diatodnavirus: (F) 배양액에서 음성으로 염색된 CsetDNAV 입자.

규조류 바이러스의 발견은 과학자들이 [13]규조류 배양에서 바이러스와 같은 입자를 처음으로 관찰했던 1970년대 초로 거슬러 올라갑니다.게다가, 1990년대가 되어서야 해양 바이러스가 잠재적으로 해양 [14]유기체에 병원성을 가질 수 있는 능력을 가진 것으로 밝혀졌습니다.최초의 디아톰 바이러스는 2004년 일본 아리아케해에서 확인 및 분리되었으며 리조솔레니아 세티게라 RNA 바이러스(RsRNAV)[15]로 분류되었습니다.리조솔레니아 세티게라 RNA 바이러스(RsRNAV)는 숙주 [15]유기체 내에 세포질의 바이러스 복제 부위를 가지고 있는 것으로 밝혀졌습니다.리조솔레니아 세티게라 RNA 바이러스(RsRNAV)의 바이러스 입자는 꼬리가 없고 외가닥 RNA [15]구조의 정이십면체 모양을 가지고 있는 것으로 밝혀졌습니다.그 후, 다른 연구는 해양 규조류 스켈레네마 [16]코스타툼에서 분리된 규조류 바이러스를 발견했습니다.나중에 스켈레네마 코스타툼 DNA 바이러스(ScDCV)로 명명된 이 바이러스는 정이십면체 캡시드와 이중 가닥 DNA [16]게놈을 가지고 있는 것으로 밝혀졌습니다.그 후, 스켈레네마 코스타툼 DNA 바이러스(ScDCV)가 발견된 후, 또 다른 디아톰 바이러스가 분리되어 Diatom Chaetoceros setoensis DNA 바이러스(CsetDNAV)로 특징지어졌으며, 이는 Diatom Chaetoceros [17]setoensis를 감염시키는 것으로 밝혀졌습니다.바이러스의 변종(CsetDNAV)은 특징이 있고 일본 [17]세토섬해 연안에 위치한 것으로 확인된 규조류 카이토케로스 세토엔시스 내에 존재하는 것으로 확인되었습니다.Chaetoceros setoensis의 바이러스 입자는 숙주 유기체의 세포질 내에서 발견되었고, 바이러스 게놈은 이 특정 바이러스 게놈 구조가 다른 어떤 Diatom [17]Virus에서도 발견되지 않았다는 점에서 미확인 선형 단일 가닥 뉴클레오타이드의 세그먼트를 가진 폐쇄형 원형 ssDNA로 밝혀졌습니다.(CsetDNAV)의 발견과 독특한 게놈 구조로 인해, 다른 미확인 디아톰 바이러스는 다양하고 독특한 바이러스 게놈 구조를 가지고 있을 [12][17]것으로 생각됩니다.(CsetDNAV)의 발견 이후, Bacilladnaviridae, Phycodnaviridae,[12][17] Picornaviridae를 포함한 다양한 Diatom 바이러스가 분리되고 확인되었습니다.

규조류 바이러스 감염

규조류 바이러스는 주로 수평적 유전자 [18]전달을 통해 운반되는 것으로 알려져 있습니다.Diatom 바이러스 내 수평적 유전자 전달은 Diatom 바이러스가 Diatom을 감염시킨 다음 직접 접촉 또는 물 [18][19]열 내의 상호 작용을 통해 다른 Diatom으로 확산될 때 발생합니다.규조류 바이러스는 전염성이 높고 [18][19]규조류 집단 내에서 빠르게 확산되어 유기체의 성장과 생리에 상당한 변화를 가져올 수 있는 능력을 가지고 있습니다.Diatom 바이러스의 전염은 Diatom 바이러스가 새로운 숙주 [18][19][20]유기체 내에서 감염되고 확산될 수 있는 충분한 기회를 제공하는 큰 군집 또는 사슬을 형성하는 것으로 알려져 있다는 사실에 의해 잠재적으로 설명될 수 있습니다.또한 일부 규조류 바이러스는 모 규조류에서 규조류 [18][19]자손으로 전달될 수 있는 수직 전달 기능을 가지고 있는 것으로 나타났습니다.수직 전염의 형태는 규조류 바이러스가 오랜 시간에 걸쳐 지속될 수 있도록 하고 규조류 [19]집단의 진화와 유전적 다양성에 영향을 미칠 수 있다고 생각됩니다.이러한 유형의 전달 메커니즘은 완전히 이해되지 않았지만, 이러한 형태의 전달은 무성 생식과 디아톰 [18][19]내의 세포 분열을 통해 촉진된다고 생각됩니다.

분류학

다음과 같은 패밀리가 [21]인식됩니다.

적용들

조류 유래 바이오디젤

조류 바이러스는 화석 [22]연료를 대체하는 에너지원을 생산하는 데 사용될 가능성이 있습니다.보다 구체적으로, 녹조 바이러스는 녹색 미세조류와 남세균에서 [23]유래한 바이오디젤 생산 과정에서 도구로 사용될 수 있습니다.이것은 녹조와 남세균이 바이오 [23]연료를 만드는 데 필요한 성분을 포함하고 있다는 것을 감안한 것입니다.특히, 녹조 세포와 남세균 둘 다 [23]지질로 알려진 세포 생성물을 생산합니다.지질은 바이오디젤을 [23]만드는 데 직접 사용되는 트리글리세리드를 포함하고 있습니다.그러나 녹색 미세조류와 남세균은 이러한 공급원에서 지질의 적절한 산출물을 추출하는 [24]것이 어렵기 때문에 바이오디젤의 표준 상업 생산에 사용되지 않았습니다.

바이오디젤 생산에 사용

녹조 바이러스를 녹색 미세조류에 대한 전처리로 사용하는 것이 지질 [25]추출 과정에 효과적인 절차 변화인 것으로 밝혀졌습니다.이 특정 조류 바이러스는 단세포 클로렐라 조류 [26]세포 내부를 감염시키고 복제하는 특징적인 능력을 고려하여 사용되었습니다.녹조 바이러스는 그들의 세포 숙주를 감염시킨 후,[27] 숙주 녹조 세포를 방출하기 위해 용해시키는 성숙한 비리온을 복제하고 조립합니다.조류 숙주 세포의 세포벽이 세포 내부의 성숙한 조류 바이러스에 의해 분해되는 것은 조류 [27][26]세포로부터 더 효율적인 지질 추출을 만드는 핵심 요소입니다.

한계

연구원들은 조류 바이러스가 특정 조류 [citation needed]바이러스를 반복적으로 사용한 후 용혈성 순환을 발달시킬 수 있다고 지적합니다.용혈성 바이러스 변환의 경우, 조류 바이러스는 세포 [28]숙주를 용해시키는 원하는 작업을 수행하지 못할 것입니다.대신, 용원성 조류 바이러스가 조류 세포 숙주에 유전 물질을 방출할 때, 새로운 성숙한 [28]비리온의 발달을 위한 유전자 복제와 단백질 합성을 시작하는 것과 반대로, 그 유전 물질은 조류 숙주 게놈 안에 숨어 있습니다.


녹조 관리

자연에서 조류 바이러스는 조류 꽃의 [29]멸종에 생태학적인 역할을 하는 것으로 관찰되어 왔습니다.이것을 고려할 때, 과학자들은 조류 바이러스가 조류 개화 [30][31][29]조절을 위한 생물학적 치료제로 사용될 가능성이 있다고 제안했습니다.예를 들어, 시아노파지로 알려진 특정 조류 바이러스는 시아노박테리아의 [30]해로운 녹조 꽃을 조절하는 데 사용될 수 있습니다.용균성 시아노파지는 종종 마이크로시스티스 시아노박테리아의 [30]존재에서 발견됩니다.특히, 이 시아노박테리아 종이 유해한 [30]녹조에 일반적으로 책임이 있다는 점을 감안할 때 시아노파지가 시아노박테리아의 개체 수 조절에 미치는 영향은 관심의 주제였습니다.한 실험실 연구에서, M. aeruginosa는 수집되었고 호수에서 [30]M. aeruginosa의 존재에서 발견된 시아노파지로 처리되었습니다.6일 후에, 녹조의 바이오매스는 95%[30] 감소했습니다.또 다른 실험실 연구의 결과는 남조류가 통제된 부영양 [31]환경에서 녹조 사망의 관찰된 기능을 유지한다는 것을 보여주었습니다.이 경우, 청색광으로 [31]처리했을 때, M. aeruginosa의 바이오매스도 크게 감소했습니다.M.[29] aeruginosa와 cyanophage 사이의 부정적인 상관관계는 자연적인 환경에서도 기록되었습니다.연구원들은 민물고기인 미카타 호수에서 조류 성장 샘플을 분석한 결과 남조류의 개체 [29]밀도 증가와 관련하여 남조류의 바이오매스가 감소하는 것을 발견했습니다.

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