Toyamaviridae ist die Bezeichnung für eine Familie von Viren der (Klasse Caudoviricetes), die Bakterien infizieren. Bakterielle Viren werden generell auch Bakteriophagen genannt. Die Einrichtung der Familie und ihrer drei Gründungsgattungen erfolgte vollständig auf Daten aus der Metagenomik des menschlichen Darm-Viroms.

Beschreibung mini|hochkant=1.5|Clusteranalyse des menschlichen Darm-Viroms Neuere Techniken wie die (Metagenomik-Schrotschuss-Sequenzierung) haben vielfältige Gruppen von Doppelstrang-DNA-Viren (dsDNA-Viren) des menschlichen Darm-Mikrobioms entdeckt, darunter die weit verbreitete und in hoher Abundanz vorkommende Ordnung Crassvirales, sowie die Lak-Phagen (Ordnung Grandevirales).

Einer groß angelegte metagenomischen Analyse des menschlichen Darmmikrobioms bzw. lieferte eine Gruppe von 228 qualitativ hochwertigen Bakteriophagen-Genomen, die untereinander konservierte dsDNA-Genom-Strukturen teilten. Diese Genome hatten eine durchschnittliche Größe von 53,1 (45.0 – 73.8) kbp (Kilobasenpaaren) und einen mittleren GC-Gehalt von 38,7 % (38,2 – 44,7 %). Von diesen 228 Genomen zeigten fünf eine terminale Redundanz (Wiederholungen an den Enden, ) zeigten – ein charakteristisches Merkmal für ein vollständiges Phagengenom. Vergleichende Analyse mit Genbank-Daten bekannter Phagen zeigten, dass diese Gruppe ein (VC_2 genanntes) Cluster bilden, separat von anderen Viren-Clustern. Die Gruppierung der 228 Genome anhand eines ANI-SchwellenwertsDie Methode der durchschnittlichen Nukleotididentität (, ANI) quantifiziert den genetischen Abstand zwischen ganzen Genomen. Beispielsweise können mit genügend Daten aus Genomen einer Gattung durch geeignete Algorithmen Spezies (Arten) identifiziert werden.Average Nucleotide Identity (ANI). Auf: (NCBI).Average Nucleotide Identity (ANI). Auf: (JGI), . von 95 % ergab 13 virale operationelle taxonomische Einheiten (, vOTUs), wobei drei vOTUs die sechs vollständigen Phagengenome enthielten.

Das Cluster VC_2 wurde daher in der Folge als neue Virusfamilie Toyamaviridae innerhalb der Klasse Caudoviricetes vorgeschlagen, wobei die drei vOTUs sich als jeweils eine monotypische Gattung mit je einer Spezies (Ushigomevirus gakusyuin, Wadatovirus soudai, und Totsukavirus waseda) abgrenzen ließen, da sie untereinander eine ANI von weniger als 70 % aufwiesen – dem Schwellenwert für die Definition von Phagengattungen.

Unter diesen Spezies hat Totsukavirus waseda () als repräsentatives Beispiel der Familie ein dsDNA-Genom mit einer Länge von 73.754 bp und einen GC-Gehalt von 42,4 %. Es kodiert 70 Gene, darunter ein Hauptkapsidprotein (, MCP) und ein P22 Portalprotein; auch eine Terminase konnte identifiziert werden (siehe Genomkarte).

Basierend auf einer computergestützten Analyse mittels CRISPR-Spacer-Abgleich () konnte vorhergesagt werden, dass die bakteriellen Wirte dieser Viren dem Stamm Bacteroidetes angehören (einer der Hauptgruppen im menschlichen Darm). Zudem wurde aufgrund der kodierten Gene auf eine lysogene Aktivität dieser Viren geschlossen.

Systematik Die folgende Systematik umfasst alle bestätigten Gattungen und Spezies nach dem (ICTV) mit Stand 20. März 2026 (MSL #41v1) und ggf. weitere Vorschläge nach der Taxonomie des (NCBI) mit Stand 10. Juni 2026:

Familie Toyamaviridae (zunächst provisorisch VC_2VC_2 = Virus-Cluster 2)

Gattung Totsukavirus Spezies Totsukavirus waseda, mit (früher ) – Fundort: menschlicher Stuhl, Japan

Gattung Ushigomevirus Spezies Ushigomevirus gakusyuin, mit (früher ) – Fundort: Metagenom aus dem menschlichen Darm, Japan

Gattung Wadatovirus Spezies Wadatovirus soudai, mit (früher ) – Fundort: menschlicher Stuhl, Japan

Namensherkunft Der Name der Familie Toyamaviridae verweist auf die Universitätsstadt Toyama (Präfektur Toyama, Japan), in der sich das Forschungsinstitut eines der Koautors der erstbeschreibenden Studie befindet. Die Gattungsnamen (Wadato, Totsuka, Ushigome) sind frühere Bezeichnungen für die Region. Die Art-Epitheta (gakusyuin, soudai und waseda) stammen von Schulen aus der Region, darunter Gakushūin ().Website der Gakushūin ().

Anmerkungen Cluster: „Flandersviridae“ & „Gubaphagen“ (VC_1) Toyamaviridae (VC_2) „Tsurumiviridae“ (VC_3) „crAss-ähnliche Phagen“: Crassvirales etc. (VC_6 & VC_19) „Shinjukuviridae“ (VC_12) „Okuboviridae“ (VC_15) Umezonoviridae (VC_18) Konodaiviridae (VC_24) „Suehiroviridae“ (VC_44)

Einzelnachweise ICTV Taxon Details: Family: Toyamaviridae. ICTV: Taxonomy Browser. ICTV: Virus Metadata Re​source (VMR). Suguru Nishijima, Naoyoshi Nagata: Create a new family called Toyamaviridae including three new genera and three new species (Caudoviricetes). ICTV Approved Proposals: 2023.069B.Toyamaviridae_nf (docx, xlsx), 31. Januar 2023, Stand: 20. September 2023. NCBI Taxonomy Browser: Toyamaviridae.

Daniel J. Nasko, Barbra D. Ferrell, Ryan M. Moore, Jaysheel D. Bhavsar, Shawn W. Polson, K. Eric Wommack: CRISPR Spacers Indicate Preferential Matching of Specific Virioplankton Genes. In: mBio, Band 10, Nr. 2, 5. März 2019, S. e02651-18; doi:10.1128/mBio.02651-18, , PMID 30837341 (). Suguru Nishijima, Naoyoshi Nagata, Yuya Kiguchi, Yasushi Kojima, Tohru Miyoshi-Akiyama, Moto Kimura, Mitsuru Ohsugi, Kohjiro Ueki, Shinichi Oka, Masashi Mizokami, Takao Itoi, Takashi Kawai, Naomi Uemura, Masahira Hattori: Extensive gut virome variation and its associations with host and environmental factors in a population-level cohort. In: Nature Communications, Band 13, 6. September 2022, S. 5252; doi:10.1038/s41467-022-32832-w, PMID 36068216, (). Sergey A. Shmakov, Yuri I. Wolf, Ekaterina Savitskaya, Konstantin V. Severinov, Eugene V. Koonin: Mapping CRISPR spaceromes reveals vast host-specific viromes of prokaryotes. In: Nature: Communications Biology, Band 3, Nr. 321, 22. Juni 2020; doi:10.1038/s42003-020-1014-1 ().

Kategorie:Virusfamilie Kategorie:Bakteriophage