Tupakan mosaiikkivirus

Tupakan mosaiikkivirus

Tupakan mosaiikkivirus Tämän kuvan kuvaus, myös kommentoitu alla TMV-sauvat
nähdään elektronimikroskoopilla . Luokitus
Tyyppi Virus
Kuningaskunta Riboviria
Hallitse Orthornavirae
Haara Kitrinoviricota
Luokka Alsuviricetes
Tilaus Martellivirales
Perhe Virgaviridae
Ystävällinen Tobamovirus

Laji

Tupakan mosaiikkivirus
ICTV 1971

Tupakan mosaiikkivirus (TMV tupakan mosaiikkivirus ) on laji on viruksen ja suvun Tobamovirus ( perhe on virgaviridae ), joista hän on lajille . Tämä on ensimmäinen virus olisi voitu havaita vuoden lopulla XIX : nnen  vuosisadan . Tämä kasvivirukset vuonna kosmopoliitti , tartuttaa monia lajeja kasveja , erityisesti yhteisen tupakan ( Nicotiana tabacum ) ja muut perheenjäsenet Solanaceae johonka se aiheuttaa muun valkaisu oireita lehtien muodossa mosaiikit tai aaltoiluvirhettä. Se on positiivinen-, yksijuosteisesta RNA-virus , joka on luokiteltu ryhmään IV ja Baltimoren luokituksen .

Tupakan mosaiikkiviruksen tutkimuksella on suuri kiinnostus perusbiologiaan, virusten biologian ymmärtämiseen, isäntä-patogeeni-vuorovaikutusten tutkimiseen, solubiologiaan . Se kiinnostaa myös biotekniikkaa , tarkemmin sanottuna paristojen kapasiteetin lisäämistä. Se voidaan havaita negatiivisessa värjäyksessä elektronimikroskopialla.

Rakenne

TMV -virioni on sylinterimäinen, jäykkä sauvamainen hiukkasen kierukka-symmetria, 300 nm pitkiä ja 18 nm halkaisijaltaan. Kapsidi koostuu 2300 kapsidiproteiinien ( kapsomeeristä ), kukin kapsomeereja muodostuessa yhden tyyppisen proteiinin, joka koostuu 158 aminohaposta. Yhden - stranded RNA on kierretty helix sisälle kapsidi, jää tyhjä keskeinen kanava 4 nm halkaisijaltaan, nähtävissä elektronimikroskoopilla. Tämän viruksen terminen inaktivoitumispiste on 90 ° C, mikä antaa sen kestää tätä lämpötilaa 10 minuutin ajan.

Perimä

TMV genomi on yksiosainen, lineaarinen yksijuosteinen RNA- molekyyli, jossa on positiivinen polariteetti, joka on 6395 nukleotidia . Tämä RNA koodaa rajoitettua määrää proteiineja.

Siinä on neljä avointa lukukehystä (ORF), joista kaksi, jotka sijaitsevat genomisen RNA: n 5'-proksimaalisella alueella, koodaavat kahta samanaikaisesti aloitettua proteiinia, jotka ovat vastaavasti 126 kDa ja 183 kDa, joita pidetään replikaasin komponentteina . 183 kDa: n proteiini syntyy lukemalla 126 kDa: n proteiinin UAG- lopetuskodoni .

Muut proteiinit tuotetaan kahdesta subgenomisesta RNA: sta, jotka koodaavat vastaavasti liikkumisproteiinia (MP, 30 kDa), kapsidiproteiinia (CP) ja kolmatta proteiinia nimeltä 54 kDa.

Genomia reunustavat koodaamattomat sekvenssit, 5'-päässä (5'NC) metyloidun nukleotidikannen (m7G5'pppG) ja 3'-päässä (3'NC) samanlainen rakenne kuin siirrä RNA (tRNA), jolla on viisi näennäissolmua.

Isäntäkasvit

TMV: llä on laaja isäntävalikoima , koska se voi tartuttaa yli 150 kasvilajia, useimmiten kaksisirkkaisia ​​ruohoja, mukaan lukien monet taloudellisesti erittäin tärkeät kasvit , mukaan lukien vihannes- ja koristekasvit , sekä rikkaruohot . TMV: n tärkeimmät isäntäkasvit kuuluvat Solanaceae- perheisiin  : tupakka , tomaatti ), pippuri , munakoiso , peruna , Fabaceae  : papu , cowpea , soija , mutta myös muille perheille: kevätsipuli , valkosipuli , selleri , punajuuri , ristiinnaulit .

Oireet

Tupakan mosaiikkiviruksen (TMV) aiheuttamat oireet vaihtelevat isäntäkasvien mukaan. Lehdet vaalenevat ja niiden pinnalle ilmestyy vihreää mosaiikkia . Kohokuvioiduista esitteistä tulee lankamaisia, palava ulkonäkö ja taipumus käpristyä. Voidaan myös havaita täplityksen, nekroosin, tajunnan, lehtien käpristymisen, kudoksen keltaisuuden oireita. Oireet riippuvat suuresti tartunnan saaneen kasvin iästä, ympäristöolosuhteista, viruskannasta ja isäntäkasvien geneettisestä koostumuksesta. Jotkut TMV-kannat tartuttavat myös tomaatteja aiheuttaen erilaisia ​​oireita, etenkin hedelmille: muodonmuutoksia, viivästynyttä kypsymistä, epätasaista väriä sekä alentunutta saantoa.

Virusta löytyy maaperästä, kasvijätteistä, siemenistä ja pohjavedestä.

Historia

Vuonna 1892 saksalainen virologi Adolf Mayer kuvasi tautia, joka on vaikuttanut Wageningenin (Surinamen) ympäristössä tupakanviljelmiin useita vuosia , ja osoittaa, että se tarttuu kasvien välillä, kuten bakteeri-infektiot, ja että saastuttava aine menettää tarttuvuutensa lämpötilassa 70  ° C . Venäläinen kasvitieteilijä Dmitri Ivanovski osoitti samana vuonna, että sairaiden tupakakasvien mehu sisälsi tartunta-ainetta, jota Chamberland- kynttilän suodattimet eivät pidättäneet ; hän ajatteli tuolloin, että se oli toksiini tai hyvin pieni bakteeri. Hollantilainen kemisti Martinus Beijerinck syvensi tätä työtä vuonna 1898. Hän hylkäsi toksiinin hypoteesin osoittamalla, että laimennus ei vaikuttanut tartunnan saaneiden kasvien tarttuvuuteen, ja kutsui ilmiötä Contagium vivum fluidumiksi tai virukseksi; Laimennuksen tehottomuus kontaminaation estämiseksi hyväksyttiin kuitenkin vasta vuonna 1915 Harry Allardin työn jälkeen. Ivanovski osoittaa myös, että virus ei voi lisääntyä tartuttamatta kasvia. Välittäminen VMT mukaan kirvoja ehdotettiin jo vuonna 1914. Ensimmäiset mutaatiot on VMT, myös ensimmäinen mutaatiot havaittua tai virus, kuvattiin vaihteessa 1920-1930 Harold McKinney ja James Jensen. Vuonna 1936 Wendell Meredith Stanley teki siitä ensimmäisen viruksen, joka kiteytyi proteiinikiteiden muodossa ja jota tutkittiin röntgendiffraktiolla , mikä osoittaa, että se koostuu sekä proteiineista että RNA: sta . Risti-immuniteetin ilmiö havaitaan samanaikaisesti ensimmäistä kertaa kasveissa, jotka kohtaavat infektioita VMT: n eri muunnoksilla; rinnakkain Helen Purdy Beale  (en) onnistuu tuottamaan spesifisiä vasta-aineita VMT: lle injektoimalla tartunnan saaneita mehuja kaneihin . Vuonna 1939 se oli yksi ensimmäisistä viruksista, joita havaittiin elektronimikroskoopilla . Se oli Rosalind Elsie Franklin, joka vuonna 1953 osoitti, että tällä viruksella on vain yksi säie, ja hän myös määritteli sen sijainnin. Ensimmäinen virusresistentti GMO oli myös TMV-resistentti tupakkakasvi.

Luettelo luokittelemattomista

Mukaan NCBI (01 tammikuu 2021)  :

Taloudellinen merkitys

TMV voivat aiheuttaa merkittäviä saannon menetyksiä tupakan, tomaatin ja pippuri ja chili kasveja ympäri maailmaa. Chilipippurin ja paprikan ( capsicum annuum ) tapauksessa sadon lasku on arvioitu jopa 90%, mikä johtuu TMV: stä yhdessä muiden virusten kanssa. Tomaateissa jopa 34 prosentin tappiot on saatu kokeellisesti. Munakoisoviljelmät vaikuttavat vähemmän vaikuttavan.

Varhainen TMV-tartunta voi vaikuttaa nuoriin tupakakasveihin taimitarhoissa tai avomaalla. Jos suuri osa kasveista on tartunnan saaneita elinsiirron aikana tai pian sen jälkeen, se voi johtaa jopa 50%: n sadonlaskuun. Myöhäiset hyökkäykset kentällä eivät ole harvinaisia ​​ja voivat vahingoittaa keski- ja ylälehtiä.

Teollisuusmaissa TMV: n merkitys on kuitenkin resistenttien lajikkeiden käytön ansiosta vain satunnaista.

Sovellukset

Kasviviruksia voidaan käyttää suunniteltaessa virusvektoreita , työkalut, joita käytetään yleisesti molekyylibiologian käyttöön geneettisen materiaalin osaksi kasvisoluun  ; ne ovat myös biomateriaalien ja nanoteknologian laitteiden lähteitä. TMV-pohjaiset virusvektorit sisältävät TRBO- ja magnICON-kasvien ilmentämistekniikoiden vektorit. Sylinterimäisen muodon, korkean kuvasuhteen, kyvyn itse koota ja sisällyttää metallipinnoitteet ( nikkeli ja koboltti ) kapsidiin ansiosta TMV on ihanteellinen ehdokas sisällytettäväksi akkuelektrodeihin . TMV: n lisääminen akkuelektrodiin lisää merkittävästi reaktiivista pinta-alaa, mikä voi sallia akun kapasiteetin kasvavan jopa kuusi kertaa tasomaisen elektrodigeometrian avulla saavutetulla

Sukunimi

Tupakan mosaiikkiviruksen proteiinin ( Acetylseryltyrosylseryliso ... serine ) nimi , kanta dahlemense , mainitaan yleensä pisimpänä englanninkielisenä julkaistuna sanana 1185 kirjaimella: sitä esiintyy amerikkalaisissa julkaisuissa vuosina 1964 ja 1966.

Huomautuksia ja viitteitä

  1. ICTV. Kansainvälinen virustaksonomian komitea. Taksonomian historia. Julkaistu Internetissä https://talk.ictvonline.org/., Pääsy 1. helmikuuta 2021
  2. Tania Louis (jälkikirjoitus Étienne Klein ), La folle histoire des virus , Pariisi, Humenscience, coll.  "Mistä tiesimme? ",2020, 353  Sivumäärä ( ISBN  978-2-37931-194-9 ) , luku .  2 ("Viruksen verhon nostaminen").
  3. (in) Scholthof, K-BG 2004. tupakan mosaiikkivirus: malli järjestelmä kasvien biologia . Annu. Ilm. Fytopatoli. 42: 13-34.
  4. Viisaasti käytetty biologinen virus voi lisätä akun kapasiteettia kymmenkertaisesti .
  5. Virus: litiumioniakkujen kapasiteetti x10 .
  6. ”  Tupakan mosaiikkivirus - tupakan mosaiikkivirus  ” , aloituksesta virologiaan , Louvainin katolinen yliopisto (UCL) (käyty 3. tammikuuta 2021 ) .
  7. (en) Anan Kadria, Edgar Maiß, Nadja Amsharov, Alexander M.Bittnerc, Sinan Balci, Klaus Kern, Holger Jeske, Christina Wege, ”  EngineeredTobacco mosaiikkivirusmutantit, joilla on erilliset fysikaaliset ominaisuudetplantaandissa ja parannetuissa metallointiominaisuuksissa  ” , Virus Research , Elsevier , voi.  157,2011, s.  35–46 ( lue verkossa ).
  8. (in) DB Golemboski, GP Lomonossoff Mr. Zaitlin, "  Tupakan mosaiikkiviruksen rakenteettomalla geenisekvenssillä transformoidut kasvit ovat resistenttejä virukselle  " , Proc Natl Acad Sci USA , Voi.  87, n °  16,Elokuu 1990, s.  6311-5 ( DOI  10.1073 / pnas.87.16.6311 , lue verkossa ).
  9. (in) "  Tobamovirus  " on ViralZone (näytetty 3 päivänä tammikuuta 2021 ) .
  10. (in) FL Pfleger & RJ Zeyen , " Tomaatti-tupakka-mosaiikkivirustauti  ” , Minnesotan yliopiston laajennus,2008(käytetty 2. tammikuuta 2021 ) .
  11. (in) "  tupakan mosaiikkivirus  " päälle Plantwise Tietopankki , CABI (tutustuttavissa 02 tammikuu 2010 ) .
  12. (in) Karen-Beth G. Scholthof, "  tupakan mosaiikkivirus  " on American kasvitautiopillisista Society (APS) (tutustuttavissa 02 tammikuu 2021 ) .
  13. , vapaa pääsy.
  14. Claude Chastel (2007), Uuden maailman löytäminen , julkaisussa For Science: Virukset, hyödylliset viholliset .
  15. NCBI , käyty 1. tammikuuta 2021
  16. "  Tupakan mosaiikkivirus (TMV) - tupakan mosaiikkivirus  " , Ephytiassa , INRAE (käytetty 2. tammikuuta 2010 ) .
  17. (in) "  Valjaat virukset metagenomiikan ja synteettisen biologian aikakaudella: päivitys tarttuvaan kloonikokoonpanoon ja kasvivirusten biotekniikkaan  " , Plant Biotechnology Journal , voi.  17, n °  6,kesäkuu 2019, s.  1010–1026 ( DOI  10.1111 / pbi.13084 ).
  18. (in) "  Kasviviruksesta johdetut vektorit: sovellukset maatalouden ja lääketieteen biotekniikassa  " , Annual Review of Virology , voi.  7, n o  1,kesäkuu 2020, s.  513–535 ( DOI  10.1146 / annurev-virology-010720-054958 ).
  19. (in) "  TRBO a high hyötysuhde tupakan mosaiikkiviruksen RNA: n yliekspressointivektoripohjainen  " , Plant Physiology , Voi.  145, n °  4,joulukuu 2007, s.  1232–40 ( DOI  10.1104 / s.107.106377 ).
  20. (in) "  magnICON® in planta expression of technology  " on Icon Genetics GmbH (käytetty 2. tammikuuta 2021 ) .
  21. (in) "  Microbatteries with Tobacco Mosaic Virus Templated Electrodes  " , Proceedings, IEEE Micro Electro Mechanical Systems , Tucson, USA, 13.-17. Tammikuuta 2008, s.  960–963 ( ISBN  978-1-4244-1792-6 , DOI  10.1109 / MEMSYS.2008.4443817 ).
  22. (in) "  Virus-templated synthesis of ZnO nanostructures and training of field-effect transistors  " , Advanced Materials , Voi.  23, n o  42,marraskuu 2011, s.  4918–22 ( DOI  10.1002 / adma.201102900 ).
  23. Ben Schott , Les Miscellanées de Mr.Schott , Allia,2005, 158  Sivumäärä ( ISBN  978-2-84485-198-7 , luettu verkossa ) , s.  139.
  24. (sisään) Colista Moore Student's Dictionary ,2011, 524  Sivumäärä ( ISBN  978-1-934669-21-1 ) , s.  524.
  25. (in) American Chemical Society, Chemical Abstracts Formula Index , tammikuu-Kesäkuu 1964, s. 967F; Kemialliset tiivistelmät 7. Coll. Kaavat , C 23 H 32 Z, 56-65, 1962-1966, s. 6717F.

Biologiset viitteet

Katso myös

Bibliografia

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit