Evolutionarily conserved grammar rules viral factories of amoeba-infecting members of the hyperdiverse <i>Nucleocytoviricota</i> phylum
Abstract
Despite sharing fewer than 10 core genes, the hyperdiverse Nucleocytoviricota phylum (ranging from poxviruses to giant viruses) universally assembles viral factories (VFs) resembling biomolecular condensates. Regardless, it is unclear how these viruses achieve such a level of functional conservation without clear conserved genetic information. We demonstrate that the VFs produced by amoeba-infecting viruses have liquid-like properties and identify a conserved molecular grammar governing viral factory scaffold protein: charge-patterned intrinsically disordered regions that drive phase separation independently of sequence homology. This grammar predicts functional scaffold proteins across the 15 viral families, revealing evolutionary constraints invisible to sequence or structural analysis. Strikingly, VFs exhibit subcompartmentalization analogous to nuclei, segregating transcription and mRNA processing (inner condensates) from replication (interphase zones) and translation (host cytoplasm). Our work establishes phase separation as a fundamental organizational principle bridging extreme genomic diversity, explaining how biological complexity emerges without gene conservation. This grammar is likely also conserved in non-amoeba-infecting members of the phylum and thus may represent a primordial solution for organelle-like organization, with broad implications for antiviral targeting.
Article Details
Journal Info
Proceedings of the National Academy of Sciences
National Academy of Sciences
Authors (17)
Sofia Rigou
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Alain Schmitt
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Anaísa B. Moreno
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Audrey Lartigue
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Lucile Danner
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Lotte Mayer
Division of Microbial Ecology, Centre for Microbiology and Environmental Systems Science, University of Vienna
Claire Giry
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Feres Trabelsi
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Lucid Belmudes
Biosciences et Bioingénierie pour la Santé, Université Grenoble Alpes, INSERM, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, CNRS, CEA, FR2048
Natalia Olivero-Deibe
Immunovirology Lab, Institut Pasteur de Montevideo
Hugo Le Guenno
Microscopy Core Facility, CNRS, Institut de Microbiologie de la Méditerranée, Aix-Marseille University
Yohann Couté
Biosciences et Bioingénierie pour la Santé, Université Grenoble Alpes, INSERM, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, CNRS, CEA, FR2048
Mabel Berois
Virology department, Instituto de Química Biológica, Facultad de Ciencias, Universidad de la República
Matthieu Legendre
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Sandra Jeudy
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Chantal Abergel
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University
Hugo Bisio
Information Génomique and Structurale, Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 7256 (Institut de Microbiologie de la Méditerranée, FR3479), Institut microbiologie, bioénergies et biotechnologie, Origins Institute Marseille, Aix-Marseille University