1
|
Machado TB, Picorelli ACR, de Azevedo BL, de Aquino ILM, Queiroz VF, Rodrigues RAL, Araújo JP, Ullmann LS, dos Santos TM, Marques RE, Guimarães SL, Andrade ACSP, Gularte JS, Demoliner M, Filippi M, Pereira VMAG, Spilki FR, Krupovic M, Aylward FO, Del-Bem LE, Abrahão JS. Gene duplication as a major force driving the genome expansion in some giant viruses. J Virol 2023; 97:e0130923. [PMID: 38092658 PMCID: PMC10734413 DOI: 10.1128/jvi.01309-23] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/23/2023] [Accepted: 10/26/2023] [Indexed: 12/22/2023] Open
Abstract
IMPORTANCE Giant viruses are noteworthy not only due to their enormous particles but also because of their gigantic genomes. In this context, a fundamental question has persisted: how did these genomes evolve? Here we present the discovery of cedratvirus pambiensis, featuring the largest genome ever described for a cedratvirus. Our data suggest that the larger size of the genome can be attributed to an unprecedented number of duplicated genes. Further investigation of this phenomenon in other viruses has illuminated gene duplication as a key evolutionary mechanism driving genome expansion in diverse giant viruses. Although gene duplication has been described as a recurrent event in cellular organisms, our data highlights its potential as a pivotal event in the evolution of gigantic viral genomes.
Collapse
Affiliation(s)
- Talita B. Machado
- Laboratório de Vírus, Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brazil
| | - Agnello C. R. Picorelli
- Laboratório de Genômica Evolutiva, Departamento de Genética, Evolução, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Biologia, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas, Brazil
| | - Bruna L. de Azevedo
- Laboratório de Vírus, Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brazil
| | - Isabella L. M. de Aquino
- Laboratório de Vírus, Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brazil
| | - Victória F. Queiroz
- Laboratório de Vírus, Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brazil
| | - Rodrigo A. L. Rodrigues
- Laboratório de Vírus, Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brazil
| | - João Pessoa Araújo
- Laboratório de Virologia, Departamento de Microbiologia e Imunologia, Instituto de Biotecnologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Botucatu, Brazil
| | - Leila S. Ullmann
- Laboratório de Virologia, Departamento de Microbiologia e Imunologia, Instituto de Biotecnologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Botucatu, Brazil
| | - Thiago M. dos Santos
- Del-Bem Lab, Departamento de Botânica, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brazil
| | - Rafael E. Marques
- Brazilian Biosciences National Laboratory (LNBio), Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM), Campinas, Brazil
| | - Samuel L. Guimarães
- Brazilian Biosciences National Laboratory (LNBio), Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM), Campinas, Brazil
| | - Ana Cláudia S. P. Andrade
- Centre de Recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Québec- Université Laval, Laval, Québec, Canada
| | - Juliana S. Gularte
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade Feevale, Novo Hamburgo, Brazil
| | - Meriane Demoliner
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade Feevale, Novo Hamburgo, Brazil
| | - Micheli Filippi
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade Feevale, Novo Hamburgo, Brazil
| | | | - Fernando R. Spilki
- Laboratório de Microbiologia Molecular, Universidade Feevale, Novo Hamburgo, Brazil
| | - Mart Krupovic
- Archaeal Virology Unit, Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR6047, Paris, France
| | - Frank O. Aylward
- Department of Biological Sciences, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, USA
- Center for Emerging, Zoonotic, and Arthropod-Borne Infectious Disease Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, USA
| | - Luiz-Eduardo Del-Bem
- Del-Bem Lab, Departamento de Botânica, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brazil
| | - Jônatas S. Abrahão
- Laboratório de Vírus, Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brazil
| |
Collapse
|