Egovirales: Eine neue Ordnung von Darmviren

Pokkesviricetes ist ne Gruppe von Viren, die zu einer grösseren Familie von eukaryotischen Viren gehört. Diese Viren haben grosse, lineare Genome aus doppelsträngigem DNA. Sie fallen in die Kategorie Nucleocytoviricota. Innerhalb dieser Gruppe gibt's zwei Haupttypen: Chitovirales, zu denen auch Pockenviren gehören, und Asfuvirales. Pockenviren betreffen ne breite Palette von Tieren, inklusive Menschen. Bekannte Beispiele sind Pocken, die ausgerottet sind, und Affenpocken, die immer noch manchmal Menschen befallen.

Pockenviren können auch gutartige Hautwucherungen bei Leuten mit geschwächtem Immunsystem verursachen. Ausserdem werden sie in wissenschaftlichen Studien genutzt, um Viren besser zu verstehen. Asfuviren können hingegen alles von einzelligen Organismen bis zu Tieren infizieren. Ein besonderes Beispiel ist das afrikanische Schweinefiebervirus, das schwere Ausbrüche bei Schweinen und Wildschweinen verursachen kann. Die Untersuchung dieser Viren ist wichtig, um über die Vielfalt und Evolution von DNA-Viren zu lernen.

#Die Rolle von Nucleocytoviricota im Darmmikrobiom

Forschungen haben gezeigt, dass viele Viren in der Nucleocytoviricota-Gruppe oft vorübergehend und nicht sehr häufig in den Därmen von Menschen und anderen Tieren vorkommen. Das ist überraschend, weil man diese Viren in grossen Zahlen in der Umwelt findet. Tatsächlich hat keine Gruppe dieser Viren konstant im Darmmikrobiom überlebt, das hauptsächlich von Bakterien dominiert wird.

Der Mangel an eukaryotischen DNA-Viren im Darm könnte daran liegen, dass diese Umgebung hauptsächlich mit Bakterien gefüllt ist. Die wenigen vorhandenen eukaryotischen Zellen sind viel weniger vielfältig, was die Wahrscheinlichkeit verringert, dass Viren Wirte finden. Man ist weitgehend der Meinung, dass diese Viren im Darmmikrobiom nicht gedeihen, weil es nur eine begrenzte Anzahl an eukaryotischen Zellen gibt.

#Entdeckung der Egovirales

Jüngste Forschung hat versucht, die Vielfalt der Pokkesviricetes besser zu verstehen, indem sie öffentlich verfügbare metagenomische Daten untersucht. Diese Analyse führte zur Identifizierung einer neuen Virusordnung, die als "Egovirales" vorgeschlagen wird. Diese Viren scheinen hauptsächlich in den Darmmikrobiomen von Menschen, Haustieren und Wildtieren zu finden zu sein. Interessanterweise wurden trotz der Dominanz von Bakterien in diesen Umgebungen diese Viren in über 2% der menschlichen Bevölkerung nachgewiesen.

Egoviren haben komplexe Genome und gehören zu den häufigsten eukaryotischen DNA-Viren, die in Tieren vorkommen. Das regt dazu an, unsere Sicht auf die virale Vielfalt im Darm neu zu überdenken.

#Die Egovirales-Familie

DNA-abhängige RNA-Polymerasen sind Gene, die in den meisten Viren der Nucleocytoviricota, einschliesslich Pokkesviricetes, vorkommen. Eine gründliche Suche über eine breite Palette von Metagenomik von Umweltproben und tierischen Darmmikrobiomen führte zur Identifizierung von fast zwei Millionen RNA-Polymerase-Genen.

Unter den Funden waren einige mit bekannten Viren verbunden, während andere auf eine neue Clade von Viren hinwiesen, die mit denen in Pokkesviricetes verwandt sind. Diese neue Gruppe, die wir Egoviren nennen können, wurde als weit verbreitet in verschiedenen Darmmikrobiomen erkannt, darunter die von Menschen, Kühen, Schweinen und Hühnern. Die Genome dieser Viren zeigen spezifische Merkmale, die auch bei anderen bekannten Viren dieser Familie zu finden sind.

#Evolution und Funktionen von Egoviren

Die Analyse der evolutionären Geschichte dieser Viren hat Beziehungen aufgezeigt, die sie eng mit Pockenviren verbinden, was die Klassifizierung der Egovirales als eine eigenständige Ordnung innerhalb der Pokkesviricetes stärkt. Die durchschnittliche Grösse und Struktur ihrer Genome deutet darauf hin, dass sie eine Rolle in Prozessen wie DNA-Replikation und Transkription spielen.

Durch detaillierte Studien wurde klar, dass die Genome von Egoviren zahlreiche Gene enthalten, die für ihre Replikation und Langlebigkeit im Darmumfeld entscheidend sind. Einige dieser Gene sind wichtig für DNA-Reparatur, Transkriptionsregulation und die Modifikation von Proteinen. Bemerkenswert ist, dass einige Gene einzigartig für die Egovirales-Gruppe sind, was auf mögliche Anpassungen hinweist, um in den Verdauungssystemen von Tieren zu gedeihen.

#Struktur von Egoviral-Partikeln

Egoviren sind dafür bekannt, virale Partikel zu produzieren, die aus mehreren Schichten bestehen. Man geht davon aus, dass diese Partikel eine einzigartige Struktur haben, ähnlich der von afrikanischen Schweinefieberviren, aber anders als die ziegelsteinartigen Strukturen, die man bei Pockenviren sieht. Das könnte darauf hindeuten, dass Egoviren eine spezielle Anpassung zur Überlebens- und Replikationsfähigkeit im Verdauungsumfeld ihrer Wirte entwickelt haben.

#Globale Verbreitung von Egoviren

Eine umfassende Untersuchung verschiedener metagenomischer Proben zeigte eine weitverbreitete Präsenz von Egoviren, besonders in menschlichen Darmproben aus verschiedenen geografischen Regionen. Die Daten deuteten darauf hin, dass in den untersuchten Populationen Egoviren bei etwa 2,2% der Individuen vorhanden waren, was sich in bestimmten Gruppen auf 5,1% erhöhte. Neben Menschen wurden Egoviren auch bemerkenswert häufig in den Därmen von domestizierten Tieren wie Schweinen, Büffeln und Ziegen gefunden.

Die Ergebnisse zeigen eine signifikante Präsenz von Egoviren in mehreren Arten, mit einem Fokus darauf, wie eng verwandte Viren in verschiedenen Tieren zu finden sind. Besonders Schweine und Büffel wiesen hohe Positivraten auf, was darauf hindeutet, dass sie wichtige Reservoirs für diese Viren sind.

#Egoviren und ihre einzelligen eukaryotischen Wirte

Neben der Untersuchung von Egoviren schauten die Forscher auch nach potenziellen Wirten in einzelligen Eukaryoten. Die Studie identifizierte zwei Gruppen: Blastocystis – ein weit verbreitetes Organismus in den Därmen verschiedener Tiere – und Ciliaten, die häufig bei herbivoren Tieren vorkommen. Allerdings war die Korrelation zwischen der Anwesenheit von Egoviren und diesen eukaryotischen Organismen schwach, was darauf hindeutet, dass Egoviren möglicherweise nicht von ihnen als Wirte abhängig sind.

Im Gegenteil, die begrenzte Co-Vorkommen mit anderen eukaryotischen Wirten in Büffeln, die eine hohe Anzahl von Egoviren beherbergten, deutet darauf hin, dass die Viren eher geneigt sein könnten, tierische Zellen, die die Verdauungsschleimhaut auskleiden, als einzellige Eukaryoten zu infizieren.

#Fazit

Das Auftauchen von Egovirales als neue Ordnung innerhalb der Pokkesviricetes-Familie ist ein bedeutender Fortschritt in unserem Verständnis der viralen Vielfalt im Darmmikrobiom. Mit ihren grossen Genomen und der Fähigkeit, in den Verdauungssystemen von Menschen und Tieren zu bestehen, repräsentieren Egoviren einen bisher unbekannten Aspekt von eukaryotischen DNA-Viren. Ihre Untersuchung bereichert nicht nur unser Verständnis der viralen Ökologie, sondern eröffnet auch neue Forschungsperspektiven zu ihren potenziellen Auswirkungen auf die Gesundheit von Menschen und Tieren.

Die Entdeckung von Egoviren stellt den langjährigen Glauben in Frage, dass es im Darm nur eine geringe Vielfalt an eukaryotischen DNA-Viren gibt. Ihre weitverbreitete Präsenz deutet darauf hin, dass sie erhebliche Auswirkungen auf das Mikrobiom und die allgemeine Gesundheit ihrer Wirte haben könnten. Während die Forschung weitergeht, wird die volle Vielfalt der Viren im Darmmikrobiom voraussichtlich unser Verständnis der Rollen, die diese Viren im Leben von Menschen und Tieren spielen, transformieren.