Голиафы мира вирусов: исследователи обнаружили новый, очень необычный тип гигантского вируса на австрийской очистной станции. Потому что у этих клосеувирусов невероятное количество генов для биосинтеза белка, что раньше было известно только из настоящих клеток. Это делает эти гигантские вирусы более похожими на клетки, чем любой другой известный вирус, как сообщают исследователи в журнале Science. Они также могли бы объяснить, как когда-то возникли такие гигантские вирусы.
Вирусы населяют почти все организмы и среды обитания на земле - при том, что они даже не считаются полноценными живыми существами. Поскольку для своего размножения они зависят от клеточного механизма и генов своих хозяев, у них самих нет никакого оборудования для биосинтеза белка - по крайней мере, так считалось до сих пор.
Таинственные гиганты
Около 15 лет назад исследователи обнаружили таинственные гигантские вирусы, выходящие за рамки общепринятых представлений: они были такими же большими, как маленькие бактерии, и содержали гораздо больше генетического материала, чем обычно имеют вирусы. С тех пор было обнаружено несколько других типов таких гигантских вирусов, в основном паразитирующих на амебах.
Большой вопрос: как появились эти загадочные промежуточные существа из вирусов и бактерий? Возникли ли они из клеточных предшественников, которые со временем уменьшили большую часть своего клеточного механизма? Или гигантские вирусы произошли от обычных вирусов, постепенно перенимая фрагменты генетического материала от своих хозяев и, таким образом, приобретая все более обширный геном?
Открытие на очистных сооружениях
Новые, особенно необычные представители гигантских вирусов, обнаруженные Фредериком Шульцем из Объединенного института генома в Калифорнии и его коллегами, могут дать ответ. Исследователи нашли то, что искали, когда провели анализ ДНК образцов воды с очистных сооружений в Клостернойбурге, Австрия.
«На самом деле мы ожидали найти последовательности генов нитрифицирующих бактерий», - говорит соавтор Таня Войке из Объединенного института генома. Вместо этого последовательности генов оказались генетическим материалом трех ранее неизвестных, но тесно связанных между собой гигантских вирусов. «Это привело наш проект в совершенно неожиданное, но очень интересное направление», - говорит Войк.
Более клеточный, чем любой другой вирус
Недавно обнаруженные гигантские вирусы, называемые вирусами Клоснеу, необычны в нескольких отношениях, как показывают дальнейшие анализы. Их организмы-хозяева не являются амебами, как в случае со всеми другими известными на сегодняшний день гигантскими вирусами. Вместо этого клосеувирусы в первую очередь атакуют простейших - инфузорий и другие одноклеточные эукариотические организмы.
Геном новых гигантских вирусов еще более необычен: он имеет размер 1,54 мегабайта и содержит удивительное количество генов биосинтеза белка. Исследователи сообщают, что один из трех вирусов закодировал инструкции по сборке более 20 различных матричных РНК и ферментов для построения 19 различных аминокислот. У всех было гораздо больше генов для трансляции, чем у любого другого вируса.
«Учитывая, что биосинтез белка является одной из наиболее важных особенностей клеточной жизни, эти новые вирусы больше похожи на клетки, чем любой другой ранее известный вирус», - сказал соавтор Юджин Кунин из Национального исследовательского центра США. Институты здоровья в Bethesda.
"Похищение генов" с различных носителей
Но как эти гигантские вирусы вписываются в генеалогическое древо жизни? И как они появились? Генетический анализ показал, что гены трансляции клосеувирусов напоминают гены различных эукариотических простейших. Шульц и его коллеги пришли к выводу, что эти вирусы возникли не в результате редукции изначально клеточного организма, а в результате «кражи генов» у своих хозяев.
«В нашем сценарии меньший по размеру вирус инфицировал несколько эукариотических хозяев и со временем поглощал разные гены в их механизме трансляции», - объясняет Войк. Таким образом, предки современных клоснеувирусов - возможно, разновидность мимивирусов - приобретали все больше и больше генов для биосинтеза белка от разных хозяев.
Настоящие Голиафы все еще там
«Это открытие дает нам совершенно новый взгляд на эволюцию вирусов», - говорит Кунин. Исследователь вирусов подозревает, что существуют и другие неизвестные гигантские вирусы, которые ждут своего открытия. «Я почти уверен, что текущий рекорд по размеру генома гигантских вирусов будет побит», - говорит он. «Скоро мы увидим настоящих Голиафов гигантского вирусного мира».