Чем этот вирус особенный?
Научное сообщество обсуждает находку группы микробиологов из Токийского научного университета (TUS). Во время исследования образцов воды из реки Инасэгава, протекающей в городе Камакура, они обнаружили ранее неизвестный тип гигантского вируса. Он получил название "furtivovirus", что происходит от латинского слова furtivus – "скрытый" или "тайный". Такое название не случайно, ведь ученым было крайне трудно выделить его из общих проб воды, где доминировали другие, более быстрые вирусы, пишет ScienceAlert.
Смотрите также Музей 70 лет выставлял на показ кости "мамонта", а потом оказалось, что это другое животное
Гигантскими эти вирусы называют не из-за их физического размера (хотя они значительно больше обычных представителей своего царства), а из-за чрезвычайно сложного и большого генома. Если типичные вирусы имеют лишь несколько генов, то геном фуртивовируса насчитывает 560 176 пар оснований и содержит более 650 белковых кодирующих последовательностей. Для сравнения, это значительно больше, чем у многих бактерий.
Больше всего исследователей поразило то, как фуртивовирус размножается. Большинство известных гигантских вирусов придерживается одной из двух тактик: либо они оставляют ядро клетки-хозяина неповрежденным и реплицируются внутри него, или полностью разрушают ядерную оболочку и создают собственные "фабрики" в цитоплазме (жидкой части клетки вокруг ядра). Фуртивовирус выбрал третий, промежуточный путь, который ранее никогда не фиксировали у представителей этой группы, говорится в исследовании, которое опубликовали в научном издании Journal of Virology.
После инфицирования амебы Vermamoeba vermiformis, которая служит ему хозяином, вирус проникает внутрь и начинает действовать крайне агрессивно. Он разрушает мембрану ядра клетки, но не рассеивает его содержимое по всей клетке. Вместо этого вирус захватывает клеточные механизмы и начинает собирать новые копии самого себя непосредственно в остатках ядерной жидкости – нуклеоплазме. Электронная микроскопия показала, что пустые оболочки вируса (капсиды) сначала появляются в цитоплазме, затем мигрируют к разрушенному ядру, где и заполняются генетическим материалом.
Если мы сможем понять, как взаимодействуют и развиваются вместе гигантские вирусы и клетки-хозяева, мы сможем получить новое понимание значения вирусов как живых организмов и того, как мы можем с ними сосуществовать,
– прокомментировал вирусолог из Токийского научного университета Масахару Такемура.
Новая ветвь на дереве вирусной жизни
Анализ ДНК показал, что фуртивовирус является недостающим звеном между двумя группами гигантских вирусов, которые ранее считали слишком разными для объединения. Из-за значительных различий в размере генома и методах репликации ученые предложили создать для него и его родственников новое вирусное семейство под названием Manesviridae. Это название отсылает к "Манам" – духам умерших в древнеримской мифологии, что подчеркивает "призрачную" природу этих вирусов, которые появляются только после гибели клеток от других инфекций.
Более того, исследователи обнаружили интересную закономерность: состав ДНК нового вируса почти идеально совпадает с составом ДНК его хозяина – амебы. У него доля гуанина и цитозина (GC-состав) составляет около 39,7 процента, тогда как у амебы этот показатель достигает 41,9 процента. Это свидетельствует о длительной совместной эволюции и глубокой адаптации к жертве.
NORDIS – інтелектуальний контроль мікроклімату для дому та бізнесу. Просте керування, тиха робота та енергоефективність, що відповідає найвищим європейським стандартам.
Ключ к происхождению сложной жизни
Это открытие имеет огромное значение для понимания того, как возникли мы сами. Существует гипотеза, что именно древние гигантские вирусы могли быть ответственными за появление ядра в клетках эукариот (организмов, к которым относятся люди, животные и растения). Ядро отличает нас от более простых бактерий, и ученые предполагают, что оно могло развиться как защитный механизм против вирусных захватчиков или даже быть "одомашненным" вирусом.
Фуртивовирус демонстрирует эволюционный путь, по которому это могло происходить: от полного паразитирования внутри ядра до его тотального разрушения. Промежуточный этап, который мы видим у фуртивовируса, является критически важным доказательством изменчивости вирусных стратегий.
Это открытие подчеркивает сложность эволюции генома, демонстрируя, что гигантские вирусы могут расширять свой общий размер генома, чтобы адаптироваться к неопределенной среде,
– заявили исследователи в своей научной работе.
Исследование также выявило, что фуртивовирус фактически потерял способность к самостоятельному копированию ДНК. Его главный фермент репликации имеет серьезные мутации, что делает его нефункциональным.
Несмотря на это, вирус успешно размножается, полностью полагаясь на механизмы захваченного клеточного ядра. Это делает его идеальной моделью для изучения того, как вирусы могут упрощаться в процессе эволюции, становясь все более зависимыми от своих хозяев.