Склонность к воровству генов могла превратить обычные вирусы в гигантские

По мнению авторов нового исследования, гигантские вирусы набирают свой генетический материал из эукариотических клеток-хозяев.

Иллюстрация Ella Maru studio.

Именно в этой пузырящейся жиже с активным илом на очистном сооружении и был обнаружен новый гигантский вирус.

Фото Marton Palatinszky.

В одном литре морской воды содержится до 100 миллиардов вирусов. Однако, несмотря на свою многочисленность и повсеместное распространение, эти крошечные инфекционные агенты до сих пор скрывают множество загадок. Учёные даже не определились с тем, считать ли вирусы живыми организмами и, как правило, выделяют их в отдельную группу "на грани жизни".

Большинство вирусов крайне малы, а их генетическая информация представлена лишь несколькими генами. Но одна их разновидность давно вызывала особый интерес у вирусологов и эволюционных биологов – гигантские вирусы, несущие несколько сотен генов.

Первый гигантский мимивирус был обнаружен в 2003 году при анализе воды на водонапорной башне в британском городе Брэдфорде. В отличие от таких вирусов как ВИЧ, содержащих около 10 генов, этот экземпляр нёс 1018 генов. С тех пор в разных странах были найдены и другие виды гигантов, некоторые из которых не уступали в размерах небольшим бактериям. Дошло до того, что во Франции обнаружили так называемый мамавирус, который сам был заражён спутником вирофагом.

Столь сильные отличия вынуждали рассматривать эти создания в качестве отдельной жизненной формы. Но новое исследование показывает, что гиганты микромира на самом деле являются обыкновенными вирусами, которые просто украли слишком много генов у своих хозяев.

Учёные давно обратили внимание на тот факт, что от 50 до 90% генов гигантских вирусов не только не встречались у известных живых организмов, но и отсутствовали у других вирусов. Некоторые биологи даже выдвигали версию, что эти гигантские вирусы происходят от какого-то исчезнувшего домена, отличного от известных науке архей, бактерий и эукариот.

Ключ к разгадке происхождения таинственных великанов был найден в резервуаре для сточных вод в австрийском городе Клостернойбург.

Именно в этой пузырящейся жиже с активным илом на очистном сооружении и был обнаружен новый гигантский вирус.

Фредерик Шульц (Frederik Schulz) из Объединённого института генома (Joint Genome Institute) и его коллеги изучали на очистных сооружениях бактерии, которые превращают аммиак в нитраты. В процессе тотального анализа генетического материала в пробах воды они обнаружили гены вирусного происхождения. Тогда учёные внимательнее рассмотрели содержимое проб и нашли гигантский вирус, получивший название "клознойвирус" (Klosneuvirus) и отнесённый к группе мимивирусов.

Но самое удивительное заключалось в том, что в геноме нового вируса обнаружилось около 700 генов известных клеточных организмов. По словам Шульца, сначала команда решила, что это доказывает эволюционное происхождение гигантских вирусов от эукариот или бактерий. Но слишком разнообразная коллекция генов указывала на то, что вирус не эволюционировал от других жизненных форм, а долгое время собирал генетический материал в разных клетках.

Предварительные данные показывают, что большая часть генов происходит от одноклеточных эукариотических организмов, таких как амебы и инфузории. Более точно определить хозяев клознойвируса помогут будущие исследования его культур.

В пресс-релизе исследования Шульц говорит, что обнаруженный гигант скорее всего происходит от обыкновенного маленького вируса, который переходил от одного вида простейших к другому, по крупицам впитывая их генетический материал. Возможно, некоторые гены позволяли вирусу более эффективно размножаться, и это повлияло на его долгую и успешную "карьеру".

Но не все согласны с доводами Шульца. Один из первооткрывателей мимивируса Жан-Мишель Клавье (Jean-Michel Claverie) из Университета Марселя считает неубедительными доказательства, представленные в журнале Science. По мнению учёного использованный метод анализа допускает появление так называемого химерного генома, когда гены разных организмов ошибочно принимают за один вид. Клавье говорит, что он хочет увидеть реальный вирус, чтобы делать какие-то выводы.

Удивительный микромир бактерий и вирусов преподносит немало других сюрпризов исследователям. Проект "Вести.Наука" старается рассказывать о самых значимых и интересных открытиях в этой области в специальном разделе.