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Progress towards a higher taxonomy of viruses

Res Virol. 1993 Nov-Dec;144(6):419-53. doi: 10.1016/s0923-2516(06)80059-2.

Abstract

The current consensus view is that a higher hierarchical taxonomy of viruses cannot be established for two reasons. Firstly, viruses appear to be polyphyletic in origin, with several sets of viruses arising by different, independent routes at different times. Secondly, subsequent virus adaptation for survival in different host/vector combinations has involved the selective acquisition of additional genes by a process of cassette or modular evolution, with these additional gene modules coming from other viruses or host genetic material. Thus, depending on the gene product used for comparison, different phylogenetic relationships can be deduced. Further virus adaptation can arise by reassortment of segmented genomes, gene duplication, deletions, frameshift mutations, point mutations or de novo development of new gene products from existing, unused reading frames. The solution to the first objection is to place all viruses in a separate kingdom and assign the current viruses to several phyla that reflect these diverse origins. The solution to the second objection is to consider the core module of replication machinery as the major criterion on which to make the initial assignments to classes and orders. For RNA viruses, the major criterion is the sequence identity of the RNA-dependent RNA polymerase. Using this criterion, the positive strand RNA viruses can be assigned to five classes that correspond to the recently recognized supergroups of RNA viruses. These five classes contain four, three, three, three and one order(s) respectively. These fourteen orders contain 31 virus families (including 17 families of plant viruses) and 48 genera (including 30 genera of plant viruses). This approach confirms the separation of the alphaviruses and flaviviruses into two families, the Togaviridae and Flaviridae, but suggests that several other current taxonomic assignments, such as the pestiviruses, hepatitis C virus, rubiviruses, hepatitis E virus and arteriviruses, may be wrong. The coronaviruses and toroviruses appear to be distinct families in distinct orders, not distinct genera of the same family as currently classified. In addition, the luteoviruses are split into two families and apple chlorotic leaf spot virus appears not to be a closterovirus but a new genus of the Potexviridae. From an analysis of the polymerase dendrograms of the dsRNA viruses, it appears that they are not closely related to each other, but belong to four additional classes (Partitiviridae, Reoviridae, Birnaviridae and Cystoviridae) and one additional order (Totiviridae) of one of the classes of positive ssRNA viruses in the same subphylum as the positive strand RNA viruses.(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)

L'opinion consensuelle actuelle est qu'une taxonomie hiérarchique des virus ne peut être établie, cela pour deux raisons. La première est que les virus ont des origines variées car divers groupes de virus sont apparus de façon indépendante à différents moments. La seconde est que l'adaptation secondaire des virus, pour leur survie dans différentes combinaisons hôte/vecteur, a entraîné l'acquisition sélective de modules géniques supplémentaires issus d'autres virus ou du matériel génétique de l'hôte. Ainsi, selon le produit génique utilisé pour la comparaison, différentes relations peuvent être établies.

La solution à la première objection est de placer tous les virus dans un règne séparé et de ranger les virus actuels dans divers phylums reflétant cette variété des origines. La solution à la deuxième objection est de considérer le module au cœur du mécanisme de la réplication comme critère majeur pour faire une première répartition des virus en classes et en ordres. Pour les virus à ARN le critère majeur est l'identité de la séquence de l'ARN polymérase ARN-dépendante.

Sur la base de ce critère, les virus ARN à brin positif peuvent être répartis dans 5 classes qui correspondent aux supergroupes des virus ARN récemment reconnus. Les dendrogrammes de la polymérase montrent également que les virus double-brin appartiennent au même sous-phylum que celui des virus ARN à brin positif. Les virus ARN double-brin ne sont pas étroitement reliés les uns aux autres et peuvent être répartis dans quatre classes supplémentaires et dans un ordre supplémentaire d'une des classes des virus ARN à simple-brin positif. Les dendrogrammes de la polymérase des virus à brin négatif permettent de confirmer le classement des virus à brin négatif dans deux ordres d'une seule classe d'un sousphylum séparé parmi les virus à ARN. Dans cette revue sont incluses des données qui laissent à penser que les virus à ADN peuvent être aussi mieux répartis sur la base des identités de séquence de leurs ADN polymérases fortement conservées.

L'idée d'utiliser les polymérases virales pour l'établissement de relations mieux ordonnées, vient de ce qui se fait pour les études taxonomiques des procaryotes et eucaryotes qui utilisent les séquences géniques ARNr fortement conservées. Dans cette revue, nous incluons un essai de classement de 33/35 groupes de virus végétaux en tant que genres de 25 familles, basé sur la nature et l'agencement du génome, sur le niveau d'identité de séquence et, pour une moindre mesure, sur la morphologie des particules.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Amino Acid Sequence
  • DNA Viruses / classification
  • DNA-Directed DNA Polymerase
  • DNA-Directed RNA Polymerases
  • Molecular Sequence Data
  • Phylogeny
  • Plant Viruses / classification
  • Plant Viruses / genetics
  • RNA Viruses / classification
  • Viruses / classification*
  • Viruses / enzymology
  • Viruses / genetics

Substances

  • DNA-Directed RNA Polymerases
  • DNA-Directed DNA Polymerase