Virus taxonomy and megataxonomy (Vira domain) – current status

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

For nearly 80 years since the discovery of the first virus by the Russian scientist D.I. Ivanovsky, it has been recognized that all organisms of Earth’s biosphere serve as natural hosts for viruses. Viruses, grouped within the informal domain Vira, infect all three domains of cellular life: archaea – Archaea, bacteria – Bacteria, and eukaryotes – Eucarya (algae, fungi, protozoa, plants, invertebrates, and vertebrates). The formation of viral population gene pools through interactions with the gene pools of their hosts has taken place under changing environmental conditions over 3.5 billion years, giving rise to the vast diversity of the virosphere. The accumulation of data on the Earth’s virosphere, facilitated by the advent of high-throughput sequencing technologies (NGS), has necessitated a reassessment of approaches to virus classification and, since 2018, has led to a reform of viral taxonomy through the introduction of higher taxonomic ranks (megataxonomy). As of September 2025, the International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) recognizes 15 taxonomic ranks for viruses, the most significant being: realm – 7, kingdom – 11, phylum – 23, class – 49, order – 93, family – 368, genus – 3769, and species – 16,215. Ongoing advances in metagenomics, metatranscriptomics, and the global ecology of the virosphere will inevitably drive further changes in viral taxonomy and megataxonomy. These developments are of fundamental importance for understanding the evolution of the biosphere and of practical relevance for developing new strategies to strengthen biological security and to mitigate the consequences of epidemic emergencies associated with emerging and reemerging infections.

About the authors

Dmitry K. Lvov

D.I. Ivanovsky institute of virology of N.F Gamaleya national research center on epidemiology and microbiology of Ministry of health of Russian Federation; Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor

Author for correspondence.
Email: dk_lvov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8176-6582

RAS Full Member, Professor, Dr. Sci. (Medicine), Chief Researcher

Russian Federation, Moscow, 123098; Moscow, 111123

Vasily G. Akimkin

Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor

Email: crie@pcr.ru
ORCID iD: 0000-0001-8139-0247

RAS Full Member, Professor, Dr. Sci. (Medicine), Director

Russian Federation, Moscow, 111123

Alexei D. Zaberezhny

All-Russian Scientific Research and Technological Institute of Biological Industry

Email: zaberezhny@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7635-2596

RAS Full Member, Professor, Dr. Sci. (Biology), Director

Russian Federation, Biocombinat, Losino-Ostrovsky District, Moscow Region, 141142

Sergey V. Borisevich

48 Central Scientific Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: 48cnii@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-6742-3919

RAS Full Member, Professor, Dr. Sci. (Biology), Head

Russian Federation, Sergiev Posad, Moscow Region, 141306

Sergey V. Alkhovsky

Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor; Medical and Biological University of Innovation and Continuing Education of the Federal Medical Biophysical Center named after A.I. Burnazyan FMBA of Russia

Email: salkh@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-6913-5841

corresponding member of RAS, Dr. Sci. (Biology), Advisor to the Director for Research in the Field of Natural Focal and Emerging Infections

Russian Federation, Moscow, 111123; Moscow, 123098

References

  1. Lvov D.K., Gulyukin M.I., Zaberezhniy A.D., Gulyukin A.M. Formation of population gene pools of zoonotic viruses, potentially threatening biosafety. Voprosy virusologii. 2020; 65(5): 243–58. https://doi.org/10.36233/0507-4088-2020-65-5-1 https://elibrary.ru/kprmam (in Russian)
  2. Iwanowski D. Über die Mosaikkrankheit der Tabakspflanze. Bulletin Scientifique Publié Par l’Académie Impériale Des Sciences de Saint-Pétersbourg. 1892; 35: 67–70.
  3. Ivanovskii D.I. Mosaic tobacco disease. Trudy Varshavskogo Universiteta. 1892; 6: 49–72. (in Russian)
  4. Loeffler F., Frosch P. Summarischer Bericht über die Ergebnisse der Untersuchungen der Commission zur Erforschung der Maul- und Klauenseuche. Dtsch. Med. Wochenschr. 1897; 23(39): 617. https://doi.org/10.1055/S-0029-1205172
  5. Reed W. Recent researches concerning the etiology, propagation, and prevention of yellow fever, by the United States Army Commission. J. Hyg. (Lond.). 1902; 2(2): 101–19. https://doi.org/10.1017/s0022172400001856
  6. d’Hérelles F. An invisible microbe that is antagonistic to the dysentery bacillus. Comptes Rendus. 1917; 165: 373–5. (in French)
  7. Twort FW. An investigation on the nature of ultra-microscopic viruses. Lancet. 1915; 186(4814): 1241–3. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(01)20383-3
  8. Torsvik T., Dundas I.D. Bacteriophage of Halobacterium salinarium. Nature. 1974; 248: 680–1. https://doi.org/10.1038/248680A0
  9. Woese C.R., Fox G.E. Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1977; 74(11): 5088–90. https://doi.org/10.1073/PNAS.74.11.5088
  10. Casals J., Whitman L. Group C, a new serological group of hitherto undescribed arthropod-borne viruses. Immunological studies. Am. J. Trop. Med. Hyg. 1961; 10: 250–8. https://doi.org/10.4269/ajtmh.1961.10.250
  11. Casals J. New developments in the classification of arthropod-borne animal viruses. Ann. Microbiol. 1963; 11: 13.
  12. Van Regenmortel M.H.V. Applying the species concept to plant viruses. Arch. Virol. 1989; 104(1-2): 1–17. https://doi.org/10.1007/BF01313804
  13. Pringle C.R. The 20th meeting of the executive committee of the international committee on virus taxonomy. Arch. Virol. 1991; 119: 303–4. https://doi.org/10.1007/BF01310680
  14. Lauber C., Gorbalenya A.E. Toward genetics-based virus taxonomy: comparative analysis of a genetics-based classification and the taxonomy of picornaviruses. J. Virol. 2012; 86(7): 3905–15. https://doi.org/10.1128/jvi.07174-11
  15. Lauber C., Gorbalenya A.E. Partitioning the genetic diversity of a virus family: approach and evaluation through a case study of picornaviruses. J. Virol. 2012; 86(7): 3890–904. https://doi.org/10.1128/JVI.07173-11
  16. Koonin E.V., Krupovic M., Agol V.I. The Baltimore classification of viruses 50 years later: how does it stand in the light of virus evolution? Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2021; 85(3): e0005321. https://doi.org/10.1128/MMBR.00053-21
  17. Koonin E.V., Dolja V.V. Virus world as an evolutionary network of viruses and capsidless selfish elements. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2014; 78(2): 278–303. https://doi.org/10.1128/mmbr.00049-13
  18. Koonin E.V., Dolja V.V., Krupovic M. Origins and evolution of viruses of eukaryotes: The ultimate modularity. Virology. 2015; 479–480: 2–25. https://doi.org/10.1016/j.virol.2015.02.039
  19. Simmonds P., Adams M.J., Benk M., Breitbart M., Brister J.R., Carstens E.B., et al. Consensus statement: Virus taxonomy in the age of metagenomics. Nat. Rev. Microbiol. 2017; 15(3): 161–8. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2016.177
  20. Simmonds P., Adriaenssens E.M., Murilo Zerbini F., Abrescia N.G.A., Aiewsakun P., Alfenas-Zerbini P., et al. Four principles to establish a universal virus taxonomy. PLoS Biol. 2023; 21(2): e3001922. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001922
  21. Roux S., Adriaenssens E.M., Dutilh B.E., Koonin E.V., Kropinski A.M., Krupovic M., et al. Minimum Information about an Uncultivated Virus Genome (MIUViG). Nat. Biotechnol. 2018; 37(1): 29–37. https://doi.org/10.1038/nbt.4306
  22. Dutilh B.E., Varsani A., Tong Y., Simmonds P., Sabanadzovic S., Rubino L., et al. Perspective on taxonomic classification of uncultivated viruses. Curr. Opin. Virol. 2021; 51: 207–15. https://doi.org/10.1016/J.COVIRO.2021.10.011
  23. Mayne R., Simmonds P., Smith D.B., Adriaenssens E.M., Lefkowitz E.J., Oksanen H.M., et al. Virus taxonomy proposal summaries: a searchable and citable resource to disseminate virus taxonomy advances. J. Gen. Virol. 2025; 106(7): 002079. https://doi.org/10.1099/JGV.0.002079
  24. Shi M., Lin X.D., Tian J.H., Chen L.J., Chen X., Li C.X., et al. Redefining the invertebrate RNA virosphere. Nature. 2016; 540(7634): 539–43. https://doi.org/10.1038/nature20167
  25. Gorbalenya A.E., Pringle F.M., Zeddam J.L., Luke B.T., Cameron C.E., Kalmakoff J., et al. The palm subdomain-based active site is internally permuted in viral RNA-dependent RNA polymerases of an ancient lineage. J. Mol. Biol. 2002; 324(1): 47–62. https://doi.org/10.1016/S0022-2836(02)01033-1
  26. Iyer L.M., Aravind L., Koonin E.V. Common origin of four diverse families of large eukaryotic DNA viruses. J. Virol. 2001; 75(23): 11720–34. https://doi.org/10.1128/jvi.75.23.11720-11734.2001
  27. Koonin E.V., Dolja V.V., Krupovic M., Varsani A., Wolf Y.I., Yutin N., et al. Global organization and proposed megataxonomy of the virus world. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2020; 84(2): e00061-19. https://doi.org/10.1128/mmbr.00061-19
  28. Richardson J.S. The anatomy and taxonomy of protein structure. Adv. Protein Chem. 1981; 34: 167–339. https://doi.org/10.1016/s0065-3233(08)60520-3
  29. Gorbalenya A.E., Krupovic M., Mushegian A., Kropinski A.M., Siddell S.G., Varsani A., et al. The new scope of virus taxonomy: partitioning the virosphere into 15 hierarchical ranks. Nat. Microbiol. 2020; 5(5): 668–74. https://doi.org/10.1038/s41564-020-0709-x
  30. Wolf Y.I., Kazlauskas D., Iranzo J., Lucía-Sanz A., Kuhn J.H., Krupovic M., et al. Origins and evolution of the global RNA virome. mBio. 2018; 9(6): e02329-18. https://doi.org/10.1128/mbio.02329-18
  31. Queiroz V.F., Carvalho J.V.R.P., de Souza F.G., Lima M.T., Santos J.D., Rocha K.L.S., et al. Analysis of the genomic features and evolutionary history of pithovirus-like isolates reveals two major divergent groups of viruses. J. Virol. 2023; 97(7): e0041123. https://doi.org/10.1128/jvi.00411-23
  32. Liu Y., Demina T.A., Roux S., Aiewsakun P., Kazlauskas D., Simmonds P., et al. Diversity, taxonomy, and evolution of archaeal viruses of the class Caudoviricetes. PLoS Biol. 2021; 19(11): e3001442. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PBIO.3001442
  33. Krupovic M., Kuhn J.H., Wang F., Baquero D.P., Dolja V.V., Egelman E.H., et al. Adnaviria: a new realm for archaeal filamentous viruses with linear a-form double-stranded DNA genomes. J. Virol. 2021; 95(15): e0067321. https://doi.org/10.1128/jvi.00673-21
  34. Chang W.S., Pettersson J.H.O., Le Lay C., Shi M., Lo N., Wille M., et al. Novel hepatitis D-like agents in vertebrates and invertebrates. Virus Evol. 2019; 5(2): vez021. https://doi.org/10.1093/ve/vez021
  35. Khalfi P., Kennedy P.T., Majzoub K., Asselah T. Hepatitis D virus: Improving virological knowledge to develop new treatments. Antiviral Res. 2023; 209: 105461. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2022.105461
  36. Maes P., Alkhovsky S.V., Bào Y., Beer M., Birkhead M., Briese T., et al. Taxonomy of the family Arenaviridae and the order Bunyavirales: update 2018. Arch. Virol. 2018; 163(8): 2295–310. https://doi.org/10.1007/s00705-018-3843-5
  37. Kuhn J.H., Adkins S., Alkhovsky S.V., An W., Avšič-Županc T., Ayllón M.A., et al. Annual (2024) taxonomic update of RNA-directed RNA polymerase-encoding negative-sense RNA viruses (realm Riboviria: kingdom Orthornavirae: phylum Negarnaviricota). J. Gen. Virol. 2025; 106(6): 002077. https://doi.org/10.1099/jgv.0.002077
  38. Kuhn J.H., Adkins S., Alkhovsky S.V., Avšič-Županc T., Ayllón M.A., Bahl J., et al. 2022 taxonomic update of phylum Negarnaviricota (Riboviria: Orthornavirae), including the large orders Bunyavirales and Mononegavirales. Arch. Virol. 2022; 167(12): 2857–906. https://doi.org/10.1007/s00705-022-05546-z
  39. Mushegian A.R. Are there 1031 virus particles on earth, or more, or fewer? J. Bacteriol. 2020; 202(9): e00052-20. https://doi.org/10.1128/jb.00052-20
  40. López-García P., Gutiérrez-Preciado A., Krupovic M., Ciobanu M., Deschamps P., Jardillier L., et al. Metagenome-derived virus-microbe ratios across ecosystems. ISME J. 2023; 17(10): 1552–63. https://doi.org/10.1038/s41396-023-01431-y
  41. Koonin E.V., Kuhn J.H., Dolja V.V., Krupovic M. Megataxonomy and global ecology of the virosphere. ISME J. 2024; 18(1): wrad042. https://doi.org/10.1093/ismejo/wrad042

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1

Download (194KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2

Download (184KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3

Download (188KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4

Download (223KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5

Download (207KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6

Download (170KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Lvov D.K., Akimkin V.G., Zaberezhny A.D., Borisevich S.V., Alkhovsky S.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».