Геномы цианофагов

Геномы цианофагов, относящихся к семействам Myoviridae и Podoviridae, в частности геном фага S-PM2, содержат генетические детерминанты фотосинтетического аппарата. Среди них гены PsbA и psbD (кодируют кор-белки D1 и D2 реакционного центра второй фотосистемы), гены Hli (кодируют «стрессовую» антенну, образующуюся на ярком свету), а также гены PetE и PetF (кодируют компоненты электронтран — спортной цепи — пластоцианин и ферредоксин). Как показал филогенетический анализ, вирусные белки Dl, D2 и HLIP не только гомологичны соответствующим хозяйским белкам, но и имеют цианобактериальное происхождение. Более того, распределение белков D1 и D2 в протеоме разных кластеров Р. marinus свидетельствует о том, что кодирующие их гены неоднократно передавались от хозяина к бактериофагу. Продуктами экспрессии полноразмерных фотосинтетических вирусных генов являются функциональные белки, которые позволяют хозяину сохранять метаболическую активность в ходе инфекции. В неинфицированных клетках Р. marinus быстро возобновляемые полипептиды D1 и D2 участвуют в репарации фотосинтетического аппарата на ярком свету. Таким образом, вирусные гены D1 и D2 играют положительную роль, защищая клетки хозяев от фотоингибирования. Аналогичную защитную функцию выполняют вирусные гены Hli. petE и PetF. В ходе инфекции рано или поздно снижается уровень обновления хозяйского белка D1, а поскольку размножение бактериофага зависит от фотосинтеза, этот спад компенсируется экспрессией вирусного гена.

Ген PsbA содержится в геномах миовирусов, хозяевами которых служат Synechococcus sp. и Р. marinus. По одним данным, он обнаружен у 60% цианофагов, происходящих из разных этажей эуфотической зоны. По другим сведениям, этот ген универсален для изолятов миовирусов, а также подовирусов, инфицирующих Р. marinus, Однако он отсутствует у подовирусов Synechococcus sp. В свою очередь, ген PsbD встречается лишь у миовирусов и только вместе с геном PsbA.