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http://hdl.handle.net/1843/78505
Type: | Tese |
Title: | Vírus gigantes de amebas: análise estrutural e funcional de fibrilas de superfície e investigação de mecanismos envolvidos no bloqueio da superinfecção |
Other Titles: | Giant Amoeba Viruses: Structural and functional analysis of surface fibrils and investigation of mechanisms involved in blocking superinfection |
Authors: | Isabella Luiza Martins de Aquino |
First Advisor: | Jônatas Santos Abrahão |
First Referee: | Jordana Grazziela Alves Coelho dos Reis |
Second Referee: | Rodrigo Araújo Lima Rodrigues |
Third Referee: | Jaquelline Germano de Oliveira |
metadata.dc.contributor.referee4: | Juliana Reis Cortines |
Abstract: | A descoberta dos vírus gigantes de amebas surpreendeu e impulsionou a comunidade científica a buscar por novos isolados após a descrição do mimivírus. Desde então, vários outros isolados de mimivírus foram descobertos, descritos e classificados, exibindo diferenças genômicas claras que os subdivide em três principais gêneros atualmente: Mimivirus, Moumouvirus e Megavirus. Durante nossos esforços para isolar e caracterizar novos vírus gigantes, um novo vírus foi isolado de amostras de água coletadas da Lagoa da Pampulha em Belo Horizonte. Por meio de sequenciamento completo de seu genoma e de análise filogenética baseada no gene que codifica a DNA polimerase de subtipo B, identificamos o isolado como um megavírus, e o nomeamos de megavirus caiporensis. Ao analisarmos o isolado por microscopia eletrônica de transmissão, foi observado que as fibrilas desses vírus se organizam de forma diferente, formando grumos. Também foi observado durante a multiplicação viral que o ciclo do novo isolado parecia ser mais lento quando comparado a outros mimivírus. Desse ponto adiante, a análise da morfologia da partícula, com ênfase nas fibrilas, o estudo do ciclo e análises de possíveis genes ligados às fibrilas desses vírus, se tornaram o objetivo desse trabalho. Adicionalmente, escolhemos um representante dos gêneros Mimivirus e Moumouvirus para realizar comparações entre nossos resultados. Por meio de microscopias eletrônicas, descrevemos pela primeira vez que mimivírus podem apresentar pelo menos três padrões distintos de organização de suas fibrilas, ligados aos gêneros/linhagens aos quais são proximamente relacionados. Foi mostrado que os padrões diferentes são intrínsecos à partícula viral, e não artefatos produto de preparações para as microscopias. O estudo do ciclo do m. caiporensis se mostrou similar ao de outros megavírus e em estágios tardios do ciclo, observamos vírions recém-formados dentro de vesículas. Estudamos a possibilidade de uma liberação por exocitose, como é observado para outros vírus gigantes, como os cedratvírus e os pandoravírus. Nossas análises combinando ensaios de infecções e titulações virais, microscopias eletrônicas e de imunofluorescência, mostraram que esses vírus não são liberados por exocitose, mas sim que ocorre uma incorporação contínua de partículas pela ameba infectada pelo megavirus caiporensis, um fenômeno conhecido como superinfecção. Análises comparativas demonstraram que o megavírus não é capaz de bloquear a superinfecção em Acanthamoeba, diferente de mimivírus e moumouvírus, e que esse processo pode ser revertido com a inibição química da fagocitose. Descrevemos aqui pela primeira vez, a superinfecção e sua inibição por vírus gigantes que infectam amebas. Este trabalho contribui com informações acerca da morfologia, genômica, filogenia, ecologia e evolução dos mimivírus. Além disso, contribui para a compreensão da superinfecção e sua inibição em mimivírus, moumouvírus e megavírus, demonstrando que apesar de seu parentesco evolutivo, esses vírus apresentam diferenças profundas em suas interações com seus hospedeiros. |
Abstract: | The discovery of giant viruses of amoeba surprised and prompted the scientific community to search for new isolates after the description of mimivirus. Since then, several other mimivirus isolates have been discovered, described and classified, exhibiting clear genomic differences that currently subdivide them into three main genera: Mimivirus, Moumouvirus and Megavirus. During our efforts to isolate and characterize new giant viruses, a new virus was isolated from water samples collected from Pampulha Lagoon in Belo Horizonte. Through complete sequencing of its genome and phylogenetic analysis based on the gene encoding DNA polymerase subtype B, we identified the isolate as a megavirus and named it megavirus caiporensis. When analyzing the isolate by transmission electron microscopy, it was observed that the fibrils of these viruses are organized differently, forming clumps. It was also observed that during viral multiplication the cycle of the new isolate seemed to be slower when compared to other mimiviruses. From this point onwards, the analysis of the particle morphology, with emphasis on the fibrils, the study of the cycle and analysis of possible genes linked to these viruses’ fibrils, became the objective of this work. Additionally, we chose a representative of the genera Mimivirus and Moumouvirus to perform comparisons among our results. Through electron microscopy, we described for the first time that mimiviruses can present at least three distinct patterns of organization of their fibrils, linked to the genera/lineages to which they are closely related. It was showed that the different patterns are intrinsic to the viral particle, and not artifacts produced by preparations for microscopy. The study of the cycle of m. caiporensis was similar to that of other megaviruses and in late stages of the cycle, we observed newly formed virions inside vesicles. We studied the possibility of release by exocytosis, as is observed for other giant viruses, such as cedratviruses and pandoraviruses. Our analyses, combining viral infection and titration assays, electron microscopy, and immunofluorescence, showed that these viruses are not released by exocytosis, but rather that there is a continuous incorporation of particles by the amoeba infected by megavirus caiporensis, a phenomenon known as superinfection. Comparative analyses demonstrated that megavirus is not able to block superinfection in Acanthamoeba, unlike mimivirus and moumouvirus, and this process can be reversed by chemical inhibition of phagocytosis. Here, we describe for the first time superinfection and its inhibition by giant viruses that infect amoebas. This work contributes with information about the morphology, genomics, phylogeny, ecology, and evolution of mimiviruses. In addition, it contributes to the understanding of superinfection and its inhibition in mimiviruses, moumouviruses, and megaviruses, demonstrating that despite their evolutionary kinship, these viruses present profound differences in their interactions with their hosts. |
Subject: | Microbiologia Mimiviridae Vírus Gigantes Fagocitose Interações entre Hospedeiro e Microganismos |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Microbiologia |
Rights: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/78505 |
Issue Date: | 9-Aug-2024 |
Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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tese_isabella_aquino.pdf | Tese de Doutorado de Isabella Luiza Martins de Aquino | 39.09 MB | Adobe PDF | View/Open |
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