Остерегайтесь МедузаВируса

Остерегайтесь МедузаВируса

SHELLI JENSEN / SHUTTERSTOCK

Недавно обнаруженный гигантский вирус превращает своих жертв в «камень».

Самый первый гигантский вирус нашли в 2003 году в водоохлаждающей башне. Как следует из названия, гигантские вирусы необычайно велики, а их геномы необычайно сложны, и все они идут вразрез с преобладающей идеей того, что вирусы – маленькие, простые и примитивные. Затем таких вирусов стало еще больше, поскольку ученые продолжали находить различные виды: в воде у чилийского побережья, в сибирской вечной мерзлоте, на австрийском заводе по очистке сточных вод.

Новейший гигантский вирус - Медузавирус, названный так из-за того, что он заражает амебы, одноклеточные организмы, которые обычно живут в воде. Когда Масахару Такемура, вирусолог из Университета науки Токио, впервые вырастил микробы из грязи горячего источника в своей лаборатории, он заметил, что некоторые амебы погибли бы в присутствии гигантского вируса. Мертвые клетки амебы разрываются. Но другие могут сморщиться и затвердеть, что иногда делают амебы, защищаясь от бактерий, которые также охотятся на них.

Такемура в электронном письме сказал мне, что он давно увлечен мифом о Медузе, превращавшей мужчин, которые смотрели на нее, в камень. Вдохновленный, он назвал новый гигантский вирус Медузавирус.

Затем Такемура и его коллеги более тщательно проанализировали новый вирус. Они поместили его под электронный микроскоп и обнаружили, что он напоминает 20-сторонний куб, покрытый 2660 шипами с круглыми кончиками. Непонятно, какова цель шипов, но они были обнаружены в других гигантских вирусах. Команда изучила ДНК вируса и получила очень интересную информацию.

У Медузавируса есть полный набор генов для гистонов, белков, вокруг которых вращаются длинные нити ДНК. Но вирусы не должны иметь гистонов. «Гистоны - это способ организовать ДНК», - говорит Гилберт Гройб, микробиолог из Университета Лозанны. Подумайте о проводах для наушников, садовых шлангах. «Если ваши провода, шланги не настроены, это будет катастрофа», - говорит Гройб. То же самое с ДНК. Но у вирусов слишком мало ДНК, чтобы нуждаться в такой организации. Даже бактерии не имеют гистонов. Люди и растения или другие сложные формы жизни с длинными, сложными геномами имеют гистоны.

Как Медузавирус мог приобрести гистоны - и не только один, а все пять типов, которые присутствуют в сложных клетках? Одна теория состоит в том, что вирус приобрел гены из сложных клеток, таких как амеба, которую он заражает. (Хотя амебы одноклеточные, у них достаточно сложные клетки, чтобы их можно было отнести к сложной жизни. У них есть гистоны.) Сравнивая геном Медузавируса с амебой, которую он заражает, ученые обнаружили 57 примеров переноса генов. «Многие люди верят, что вирусы крадут гены у хозяев в своих собственных целях. Это правда », - говорит Хироюки Огата, биоинформатик из Киотского университета и еще один член научной группы, открывшей« Медузавирус ». Но из 57 вероятных переносов генов только 12, по-видимому, были случаями, когда вирус брал гены из амебы. В 13 случаях вирус, кажется, передал ген амебе.

Более того, у Медузавируса был ген, кодирующий ДНК-полимеразу, фермент, необходимый для синтеза ДНК. Его версия ДНК-полимеразы была похожа на версию сложной жизни, но она не была похожа на версию какого-либо конкретного животного или растения - это означает, что она, вероятно, не была украдена непосредственно из сложной клетки. Вместо этого ДНК-полимераза Медузавируса казалась древней по происхождению.

Ученые начали задаваться вопросом, произошли ли некоторые гены в живых организмах от древних вирусов. Вирусы традиционно не считаются живыми, потому что им не хватает клеточного механизма для самостоятельной репликации. Но ученые обнаружили гигантские вирусы с генами для построения белков, которые необходимы для репликации. У Лозанневируса, обнаруженного Гройбом, также есть гены для гистонов. У других вирусов есть и другие гены, важные для жизни.

Если бы живые организмы получали гены от вирусов, это было бы радикальной инверсией предыдущих гипотез об их происхождении. Ученые предположили, что вирусы могут быть вырожденными версиями живых клеток, которые потеряли большую часть своих клеточных механизмов, сохраняя только свои белковые капсулы и генетический материал. Или что вирусы могут быть просто фрагментами клеток, которые откололись и неспособны размножаться самостоятельно.

Но если гистоны и ферменты для синтеза ДНК возникли в вирусах, то они могли бы присутствовать, когда появилась жизнь в ее первозданном виде. Они могут быть одной из причин, почему жизнь на этой планете вообще существует.