Таинственное происхождение огромных вирусов
Вирусы представляют собой минималистичные пакеты с генетической информацией, которые целиком полагаются на клетки хозяина, дабы выжить и размножаться.
Однако в 2003 году исследователи обнаружили новый тип вирусов, полностью перевернувший научное представление о вирусах и поставивший под сомнение границы того, что считается живым организмом.
Найденные мимивирусы настолько большие и похожие на клетку, что долгие годы образцы с ними лежали на полках, так как ученые предполагали, что это очередной тип бактерий.
Теперь исследователи сообщают, что открыли четыре новых вида огромных вирусов в станции водоочистки в Австрии. Более того, они полагают, что могут ответить на насущный вопрос: Откуда взялись эти гиганты?
«Эти вирусы напоминают клетку больше, чем все ранее обнаруженные вирусы», - поделился в интервью NPR Юджин Кунин, биолог-дарвинист в Национальных институтах здоровья, а также соавтор исследования.
В мире вирусов они похоже на гигантских Годзилл, достаточно больших, чтобы их можно было увидеть в обычном микроскопе, хотя потребуется как минимум 300 таких вирусов, чтобы достичь толщины человеческого волоса.
Кунин и другие соавторы исследования предлагают классифицировать новые вирусы как подсемейство мимивирусов и дать название Klosneuviruses. Тем не менее не стоит их опасаться, особенно если Вы человек. «Насколько мы знаем, гигантские вирусы опасны лишь для амеб и других крошечных созданий», - успокоил Кунин.
Что касается мистического происхождения огромных вирусов, они обнаружили подсказки в генах Klosneuviruses. После секвенирования Кунин и его коллеги нашли много генов, ответственных за синтез белка и репликацию ДНК.
У вирусов не должно быть таких генов, тем более такого исчерпывающего набора, так как они не способны сами выполнять данные операции. По этой причине обычные вирусы достаточно маленькие – вместо того чтобы держать в себе весь этот сложный генетический механизм для репликации, они «заимствуют» его у своего хозяина.
Однако если вирусы не способны сами размножаться, зачем таскать с собой ненужный генетический груз?
Это остается непонятным. Кунин предполагает, что данные гены помогают вирусам подавить клетки, пытающиеся помешать репликации.
Кунин и его команда также сравнили гены, отвечающие за трансляцию ДНК в недавно обнаруженных клетках, с генами других огромных вирусов и генами обычных клеток, дабы создать эволюционное древо, показывающее связи между ними.
«Когда мы воссоздали древо, то увидели, что у них иное происхождение», - добавил ученый.
Основываясь на результатах анализа древа, ученые выдвинули предположение, что огромные вирусы изначально были маленькими, становясь больше и больше, в то время как они собирали частички генетической информации у организмов-хозяев.
Если это правда, то новые вирусы можно назвать генетическими «скопидомами», собирающими гены до тех пор, пока они не превратятся в своеобразных Годзилл.
Другие ученые не находят данное объяснение внятным.
«Мы думаем, что все наоборот: вирусы были такими с самого начала», - поделилась Шанталь Абергел, изучающая огромные вирусы в Национальном центре научных исследований в Марселе, Франция.
Согласно другой гипотезе, огромные вирусы не были изначально маленькими. Наоборот, они были гигантскими, как и другие клеточные формы жизни, однако со временем уменьшились в размере. Они могли также произойти от четвертого надцарства, которое уже не существует. (Три домена или надцарства на данный момент составляют эукариоты, археи и бактерии).
«У нас все ещё остаются вопросы насчет того, как они эволюционировали, откуда произошли и каким образом они повлияли на остальные живые организмы, - пояснила Абергел. – Не думаю, что у кого-то есть ответы».
В данном исследовании ученые сосредоточили внимание на нескольких сотнях генов с узнаваемыми функциями. Однако эта горстка генов является лишь частью огромной картины.
У большого количества гигантских генов имеются неизвестные функции. Кунин называют их «генами темной материи», а, по заявлению Абергел, эти гены не похожи ни на что, существующее в мире клеточных организмов или вирусов.
Родриго Араюджо Родригез, вирусолог и биолог-дарвинист из Федерального университета Минас-Жерайс в Бразилии, полагает, что имеется достаточно убедительных доказательств в пользу обеих теорий.
«Доказательства действительно неплохие», - пояснил ученый, однако другой метод анализа мог бы дать иные результаты.
Более того, авторы исследования не изолировали вирусные частицы, а секвенировали все гены в образцах, и затем проанализировали содержимое. Данный подход, использующий методы метагеномики, считается эффективным.
«Однако, как вирусолог, изучающий эволюцию, должен сказать, что стоит сосредоточиться на вирусах», - добавил Родригез.
Единственное, с чем согласны все ученые, работающие в данной сфере, это то, что открытие огромных вирусов изменило представление об этом царстве организмов.
«Обнаружение гигантских вирусов действительно открывает нам новые горизонты. Теперь мы все осознаем, что неправильно подходили к изучению вирусов, - считает Абергел. – Теперь нам нужно пересмотреть все основные положения».
К примеру, вот пища для размышления: «Огромные вирусы могут заразиться от других вирусов».
Теперь встает другой вопрос: «Если вирусы могут заразиться, можно ли считать их неживыми?».