Fago T7

O bacteriófago T7 (ou fago T7) ou fago T7 de enterobacterias (Enterobacteria phage T7) é un virus bacteriófago que infecta bacterias susceptibles, que contén ADN como material xenético e infecta a maioría das cepas de Escherichia coli. O bacteriófago T7 ten un ciclo de vida lítico e varias propiedades que o fan ideal para a experimentación.

Descubrimento

Nun estudo de 1945 feito por Demerec e Fano utilizouse a denominación T7 para describir un dos sete fagos (de T1 a T7) membros que crecen liticamente en Escherichia coli; é probablemente idéntico ao fago δ, usado anteriormente por Delbrück. É probable que un fago estreitamente emparentado con T7 fora estudado por d’Herelle na década de 1920.

Hóspedes

O T7 crece en cepas rugosas de E. coli (é dicir, as que non teñen o polisacárido antíxeno O de lonxitude completa na súa superficie) e algunhas outras bacterias entéricas, pero parentes próximos tamén infectan cepas lisas e mesmo encapsuladas.

Estrutura do virión

O virus ten unha simetría estrutural complexa, cunha cápside do fago que é icosaédrico cun diámetro interior de 55 nm e unha cola de 19 nm de diámetro e 28,5 nm de longo unida á cápside.

Xenoma

O xenoma do fago T7 foi un dos primeiros xenomas completamente secuenciados e foi publicado en 1983. A cabeza da partícula do fago contén un xenoma de ADN bicatenario de aproximadamente 40 kbp, que codifica 55 proteínas.

A vía esquemática do xenoma do fago T7. As caixas son xenes, os números indican números de xenes. As cores indican grupos funcionais. As caixas brancas son xenes de función descoñecida ou sen anotación. Modificado de

Ciclo de vida

O T7 ten un ciclo de vida curto de 17 min a 37˚C, é dicir, ese é o tempo que pasa desde a infección á lise da célula hóspede cando se liberan os novos fagos. Debido ao período latente curto a maioría dos estudos fisiolóxicos realízanse a 30˚C, nos que as células infectadas lísanse aos 30 min. Porén, as cepas de fitness elevada de T7 foron illadas cun período latente de só ~11 min a 37˚C crecendo en óptimas condicións en medios ricos. Este fago adaptado pode sufrir unha expansión afectiva da súa poboación de máis de 10¹³ nunha hora de crecemento.

Infección da bacteria hóspede

O fago T7 recoñece receptores na superficie das células de E.coli. Adhírese á superficie celular polas fibras da cola. Nalgunhas cepas de T7 as fibras da cola son substituídas por espículas da cola con actividade encimática que degrada os antíxenos O ou K na superficie celular. No proceso de adsorción e penetración usan tales lisozimas para crear unha abertura na capa de peptidoglicano da parede celular bacteriana que permite a transferencia do ADN viral na bacteria. A cola curta e gorda dos fagos similares a T7 é demasiado curta para abranguer a envoltura celular e, para exectar o xenoma do fago ao interior da célula no inicio da infección, polo que as proteínas do virión deben primeiro crear unha canle desde o extremo da cola ata o citoplasma celular. O fago tamén inxecta proteínas necesarias para empezar a replicación do xenoma viral e clivar o xenoma do hóspede. O bacteriófago T7 supera varias das defensas da bacteria hóspede, como o peptidoglicano da parede celular e o sistema CRISPR. Unha vez que o fago T7 inseriu o xenoma viral, o proceso de replicación do ADN do xenoma hóspede queda detido e empeza a replicación do xenoma viral.

En óptimas condicións, o fago T7 pode completar o proceso lítico en 25 minutos, o que causa a morte da célula hóspede de E. coli. No momento da lise o virus pode liberar unha proxenie duns 100 virus.

Compoñentes

A proteína Gp5 (codificada polo xene gp5) é a ADN polimerase do fago T7. A polimerase de T7 usa a tiorredoxina endóxena de E. coli como unha abrazadeira deslizante durante a replicación do ADN do fago (aínda que a tiorredoxina normalmente ten unha función diferente). A abrazadeira deslizante funciona agarrando a polimerase sobre o ADN, o que incrementa a taxa de síntese.

Aplicacións en bioloxía molecular

A secuencia promotora de T7 é utilizada amplamente en bioloxía molecular debido á súa afinidade extremadamente alta pola ARN polimerase de T7 e así ten un alto nivel de expresión.

O T7 foi utilizado como un modelo de bioloxía sintética. Chan et al. (2005) "refactorizaron" o xenoma de T7, substituíndo aproximadamente 12 kbp do seu xenoma con ADN preparado por enxeñaría. O ADN preparado por enxeñaría foi deseñado para que fose máis fácil de traballar con el de numerosas maneiras: os elementos funcionais individuais foron separados polos sitios de endonuclease de restrición para a súa simple modificación, e separáronse dominios codificantes de proteínas solapantes e, onde foi necesario, modificáronse por mutacións silenciosas dun só par de bases. Elementos do T7 foron probados para tratar células tumorais de osteosarcoma humano. Chen et al. (1998) sinalaron que "para comprobar a utilidade do sistema de ablación do tumor in vivo, construíuse un vector plásmido de T7 de terapia xénica do cancro, o pT7T7/T7TK. Este vector non viral contén un autoxene de T7, o T7T7, e un xene de timidina quinase (HSV-TK) do virus herpes simplex humana impulsado por un segundo promotor de T7 (T7TK). Cando é cotransfectado coa ARN polimerase de T7 (T7 RNAP) en células de osteosarcoma humano 143B cultivadas, observouse que un 10-20% das células expresaban a HSV-TK e máis do 90% das células morrían en presenza de ganciclovir (GCV) 1 μM nos 4 días posteriores á transfección."

Véxase tamén

Ligazóns externas

• T7 Phage Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
• [1]Arquivado 29 de maio de 2020 en Wayback Machine. ViralZone
• Novos detalles sobre as interacción T7-hóspede. Microbe Magazine
• proteoma de referencia de T7 en Uniprot