Isolierung und Charakterisierung von Iridoviren

Just, Frank (2003): Isolierung und Charakterisierung von Iridoviren. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät

Abstract

We describe the isolation and characterization of an iridescent virus from commercially produced colonies of Gryllus bimaculatus in Germany, which showed apparent mortality. Transmission electron microscopy studies on adult cricket specimens revealed the paracrystalline assembly of icosahedral virus particles in the cytoplasm of hypertrophied abdominal fat body cells. The infecting agent could be cultivated in the lepidopteran cell line sf-9, where it caused cytopathogenic effects such as cell hypertrophy, cytoplasmic vacuolization, and cell death within 8 days postinfection. Negatively stained virus particles (n = 100) had dimensions of 172 +/- 6 nm (apex to apex) and 148 +/- 5nm (side to side). SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of virus proteins showed more than 20 distinct polypeptides with a major species of approximately 50 kDa. Analysis of the restriction fragment length profiles from digestion of purified viral DNA with the endonucleases EcoRI, BamHI, and HindIII showed marked differences from the profiles of iridoviruses of lower vertebrates (genus Ranavirus), e.g., Rana esculenta Iridovirus and Frog virus 3. Restriction enzyme digests with the endonucleases MspI and HpaII indicated the lack of methylation of viral DNA. Polymerase chain reaction led to the amplification of a 420-bp gene fragment with 97 % sequence homology to the major capsid protein gene of Invertebrate iridescent virus 6 (IIV-6). The data indicate, that this new isolate, which is the first iridescent virus reported from Germany, belongs to the genus Iridovirus of the family Iridoviridae. It is proposed to be termed Gryllus bimaculatus iridescent virus (GbIV). The investigation of four other iridescent-like viruses which were obtained in 1998, 1999 and 2000 from various tissues of three reptile species, e.g. Pogona vitticeps, Chamaeleo quadricornis, and Chamydosaurus kingii, revealed cytoplasmic desoxyriboviruses with the exact morphological and molecular biological characteristics of the formerly described GbIV. We conclude that all five isolates of iridescent-like viruses from Germany are identical and represent variants or strains of the type species of the genus Iridovirus, IIV-6. The data indicate, that GbIV, an invertebrate iridescent virus, is able to replicate in reptiles.

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Isolierung und Charakterisierung eines Invertebraten-Iridovirus aus kommerziell in Deutschland gezüchteten Mittelmeergrillen (Gryllus bimaculatus) mit auffällig hoher Sterblichkeit. Transmissions-elektronenmikroskopische Untersuchungen belegen das Assembly von icosaedrischen Viruspartikeln in Form parakristalliner Strukturen innerhalb des Zytoplasmas hypertrophierter Fettkörperzellen adulter Grillen. Das infektiöse Agens konnte auf der Schmetterlings-Zelllinie sf-9 kultiviert werden. Innerhalb von 8 Tagen post infectionem zeigten sich zytopathische Effekte in Form von Zellhypertrophie, Vakuolisierung und Zelltod. Negativ kontrastierte Viruspartikel (n = 100) zeigten Dimensionen von 172 +/-6 nm (Spitze zu Spitze) und 148 +/- 5 nm (Seite zu Seite). Mittels SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese konnten mehr als 20 verschiedene Polypeptide und eine quantitativ überwiegende Hauptbande mit einem Molekulargewicht von 50 kDa unterschieden werden. Restriktionsfragment-Längenprofile nach enzymatischem Verdau viraler DNA mit den Endonukleasen EcoRI, BamHI und HindIII zeigten signifikante Unterschiede zu den entsprechenden Profilen von Iridoviren niederer Vertebraten (Gattung: Ranavirus) wie Rana esculenta Iridovirus oder Frog virus 3. Ein enzymatischer Verdau mit den Endonukleasen MspI und HpaII zeigte, dass die virale DNA unmethyliert war. Mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) konnte ein 420 bp langes DNA-Fragment amplifiziert werden, das 97 % Sequenzhomologie zu dem Gen des Hauptstrukturproteins (major capsid protein, MCP) von Invertebrate iridescent virus 6 (IIV-6) aufwies. Die Daten weisen darauf hin, dass dieses neue Isolat dem Genus Iridovirus aus der Familie Iridoviridae zuzuordnen ist. Das Isolat stellt das erste in Deutschland nachgewiesene Invertebraten-Iridovirus dar. Zur vorläufigen Benennung wird der Name Gryllus bimaculatus iridescent virus (GbIV) vorgeschlagen. Die Untersuchung von vier weiteren Iridoviren, die in den Jahren 1998, 1999 und 2000 aus den Geweben von verstorbenen Reptilien der Arten Pogona vitticeps, Chamaeleo quadricornis und Chamydosaurus kingii isoliert wurden, ergab zytoplasmatische DNA-Viren mit im Vergleich zu GbIV identischen morphologischen und molekularbiologischen Eigenschaften. Aus den Daten wird gefolgert, dass alle fünf untersuchten, deutschen Iridovirusisolate identisch sind und Variationen oder Stämme der Typspezies der Gattung Iridovirus, IIV-6, repräsentieren. Es besteht der Verdacht, dass das Invertebraten-Iridovirus GbIV in der Lage ist, sich in Reptilien zu vermehren.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Iridoviridae, Gryllus bimaculatus iridescent virus, Insekten, Reptilien
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
• Fakultäten: Tierärztliche Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 18. Juli 2003