Гигантских вирусов стало больше
Новый гигантский вирус поможет разобраться, откуда взялись он сам и другие вирусные гиганты.
Мы привыкли к тому, что вирусы – очень, очень, очень маленькие существа (если у кого-то повернется язык назвать их существами): это всего лишь нуклеиновая кислота, в которой закодированы гены вируса, и белковая оболочка, защищающая генетический материал и обеспечивающая вирусу проникновение в клетку.
Поскольку вирус живет в буквальном смысле на всем готовом и размножается за счет ресурсов клетки-хозяина, то своих собственных генов у него совсем мало. Правда, у вирусов-бактериофагов есть довольно сложный молекулярный аппарат, без которого им было бы трудно проникать в бактерию, а многие вирусы эукариот, выходя из клетки, прихватывают с собой часть клеточной липидной мембраны, как бы набрасывая ее поверх белковой оболочки – однако сути дела это не меняет: вирусные частицы действительно очень малы, и разглядеть их можно только в электронный микроскоп.
Но в XXI веке биологи внезапно обнаружили сразу несколько групп необычно больших вирусов. Первыми стали мимивирусы, которые живут в амебах – частицы мимивируса в диаметре достигают микрометра, и чтобы их увидеть, достаточно светового микроскопа.
Затем последовали мегавирусы, пандоравирусы и пифовирусы. Самое странное в них даже не физические размеры, а размеры генома: он у них для вирусов слишком велик, и в нем есть гены, которые обычным вирусам без надобности, такие, например, как гены белкового синтеза – ведь они «нормальным» вирусам действительно не нужны, «нормальные» вирусы пользуются для синтеза белка молекулярными машинами клетки.
Сразу после открытия вирусов-гигантов разгорелись дискуссии об их происхождении и эволюции. По одной из самых известных версий, они возникли из обычных вирусов, которые зачем-то копировали в свой геном все больше и больше хозяйских генов. По другой гипотезе, довольно радикальной, гигантских вирусов следует отделить от прочих вирусов, так как они представляют собой особую форму жизни – наряду с бактериями, археями и эукариотами.
Исследователи из Объединенного геномного института вместе с коллегами из Венского университета, Национального центра информационных биотехнологий и других научных центров обнаружили еще одну группу сверхбольших вирусов, названных Klosneuvirus (KNV) – поскольку нашли их на водоочистной станции австрийского города Клостернойбурга (Klosterneuburg). По размеру генома новые вирусы оказались даже больше мимивирусов: ДНК у Klosneuvirus состоит из 1,57 млн пар нуклеотидов, а у мимивирусов – из 1,2 млн пар.
В геноме Klosneuvirus, как и в случае других «гигантов», нашлись гены биосинтеза белка, причем у новых вирусов их оказалось даже больше, чем у других. И тогда авторам работы пришла в голову мысль, что эти «лишние» гены у разных вирусов можно сравнить между собой.
В статье в Science говорится, что гены биосинтеза белка у разных групп гигантских вирусов больше похожи на соответствующие гены различных эукариот (то есть животных, растений, грибов и пр.), нежели друг на друга. Иными словами, вирусных гигантов вряд ли стоит выделять в отдельную группу, отличную от обычных вирусов – будь оно так, между ними было бы гораздо больше генетического сродства. Скорее всего, мимивирусы, мегавирусы, новооткрытые Klosneuvirus и пр. произошли от простых вирусов, которые когда-то понакопировали себе хозяйских генов. Поскольку «простые предки» заражали разных хозяев, то и гены они себе брали разные, и потому сложные вирусы так отличаются по этим генам друг от друга.
Klosneuvirus, разумеется, будут исследовать и дальше – в конце концов, сейчас их открыли только по их ДНК, а сами вирусные частицы пока еще никто не видел. Возможно, что когда их можно будет увидеть, так сказать, воочию, в каком-нибудь микроскопе, и когда про них станет известно, как они живут, кого заражают и т. д., многие вопросы, касающиеся эволюции вирусов, отпадут сами собой.
8 апреля 2017
Статьи по теме:
