Новий гігантський вірус розмножується унікальним способом, якого в природі досі не бачили
Світ мікробіології знову дивує відкриттями, які змушують переглянути звичні закони природи. У водах японської річки дослідники натрапили на щось зовсім нове – вірус, чия поведінка всередині живої клітини не вкладається в жодні відомі раніше рамки, відкриваючи завісу над еволюційним минулим.
Чим цей вірус особливий?
Наукова спільнота обговорює знахідку групи мікробіологів із Токійського наукового університету (TUS). Під час дослідження зразків води з річки Інасегава, що протікає в місті Камакура, вони виявили раніше невідомий тип гігантського віруса. Він отримав назву "furtivovirus", що походить від латинського слова furtivus – "прихований" або "таємний". Така назва не випадкова, адже вченим було вкрай важко виокремити його із загальних проб води, де домінували інші, швидші віруси, пише ScienceAlert.
Дивіться також Музей 70 років виставляв на показ кістки "мамонта", а потім виявилось, що це інша тварина
Гігантськими ці віруси називають не через їхній фізичний розмір (хоча вони значно більші за звичайних представників свого царства), а через надзвичайно складний і великий геном. Якщо типові віруси мають лише кілька генів, то геном фуртівовірусу налічує 560 176 пар основ і містить понад 650 білкових кодувальних послідовностей. Для порівняння, це значно більше, ніж у багатьох бактерій.
Найбільше дослідників вразило те, як фуртівовірус розмножується. Більшість відомих гігантських вірусів дотримується однієї з двох тактик: або вони залишають ядро клітини-господаря неушкодженим і реплікуються всередині нього, або повністю руйнують ядерну оболонку і створюють власні "фабрики" в цитоплазмі (рідкій частині клітини навколо ядра). Фуртівовірус обрав третій, проміжний шлях, який раніше ніколи не фіксували у представників цієї групи, йдеться в дослідженні, яке опублікували в науковому виданні Journal of Virology.
Після інфікування амеби Vermamoeba vermiformis, яка слугує йому господарем, вірус проникає всередину і починає діяти вкрай агресивно. Він руйнує мембрану ядра клітини, але не розсіює його вміст по всій клітині. Натомість вірус захоплює клітинні механізми й починає збирати нові копії самого себе безпосередньо в залишках ядерної рідини – нуклеоплазмі. Електронна мікроскопія показала, що порожні оболонки вірусу (капсиди) спочатку з'являються в цитоплазмі, потім мігрують до зруйнованого ядра, де й заповнюються генетичним матеріалом.
Якщо ми зможемо зрозуміти, як взаємодіють і розвиваються разом гігантські віруси та клітини-господарі, ми зможемо отримати нове розуміння значення вірусів як живих організмів і того, як ми можемо з ними співіснувати,
– прокоментував вірусолог з Токійського наукового університету Масахару Такемура.
Нова гілка на дереві вірусного життя
Аналіз ДНК показав, що фуртівовірус є відсутньою ланкою між двома групами гігантських вірусів, які раніше вважали занадто різними для об'єднання. Через значні відмінності в розмірі геному та методах реплікації вчені запропонували створити для нього та його родичів нову вірусну родину під назвою Manesviridae. Ця назва відсилає до "Манів" – духів померлих у давньоримській міфології, що підкреслює "примарну" природу цих вірусів, які з'являються лише після загибелі клітин від інших інфекцій.
Більше того, дослідники виявили цікаву закономірність: склад ДНК нового віруса майже ідеально збігається зі складом ДНК його господаря – амеби. У нього частка гуаніну та цитозину (GC-склад) становить близько 39,7 відсотка, тоді як у амеби цей показник сягає 41,9 відсотка. Це свідчить про тривалу спільну еволюцію та глибоку адаптацію до жертви.
NORDIS – інтелектуальний контроль мікроклімату для дому та бізнесу. Просте керування, тиха робота та енергоефективність, що відповідає найвищим європейським стандартам.
Ключ до походження складного життя
Це відкриття має величезне значення для розуміння того, як виникли ми самі. Існує гіпотеза, що саме стародавні гігантські віруси могли бути відповідальними за появу ядра в клітинах еукаріотів (організмів, до яких належать люди, тварини та рослини). Ядро відрізняє нас від простіших бактерій, і вчені припускають, що воно могло розвинутися як захисний механізм проти вірусних загарбників або навіть бути "одомашненим" вірусом.
Фуртівовірус демонструє еволюційний шлях, за яким це могло відбуватися: від повного паразитування всередині ядра до його тотального руйнування. Проміжний етап, який ми бачимо у фуртівовірусу, є критично важливим доказом мінливості вірусних стратегій.
Це відкриття підкреслює складність еволюції геному, демонструючи, що гігантські віруси можуть розширювати свій загальний розмір геному, щоб адаптуватися до невизначеного середовища,
– заявили дослідники у своїй науковій праці.
Дослідження також виявило, що фуртівовірус фактично втратив здатність до самостійного копіювання ДНК. Його головний фермент реплікації має серйозні мутації, що робить його нефункціональним.
Попри це, вірус успішно розмножується, повністю покладаючись на механізми захопленого клітинного ядра. Це робить його ідеальною моделлю для вивчення того, як віруси можуть спрощуватися в процесі еволюції, стаючи все більш залежними від своїх господарів.