У асгардских микробов нашлись собственные вирусы

Все новости ›

…которые отчасти похожи на вирусы людей и других эукариот.

Асгардские микробы — это группа архей, которые обнаружили в Атлантическом океане, на Срединно-Атлантическом хребте, между Норвегией и Гренландией. Здесь есть система гидротермальных источников под названием «Замок Локи», и первую архею назвали Lokiarchaea, то есть архея Локи. Потом к ней присоединились группа архей Тор (Thorarchaeota), группа архей Один (Odinarchaeota), архей Хеймдалль (Heimdallarchaeota) и архей Хель (Helarchaeota) — всех их назвали в честь скандинавских божеств из Асгарда (или, по крайней мере, имевших к Асгарду какое-то отношение).

Одна из архей Локи. (Фото: Hiroyuki Imachi, Masaru K. Nobu and JAMSTEC)

Археи — это не бактерии (хотя тех и других вполне можно называть микробами). У архей есть множество особенностей, общих с эукариотами, то есть с животными, растениями, грибами, и т. д. С археями же связана одна из главных гипотез происхождения эукариот: предположительно, они возникли в результате симбиоза между обычной бактерией и архей. Например, когда-то древняя архея проглотила древнюю бактерию, но бактерия не переварилась, а стала жить внутри археи и делать для неё что-то полезное; впоследствии «гость» мог бы превратиться, например, в митохондрию или хлоропласт. Однако родственные отношения между эукариотами и археями всё равно долгое время оставались неясными. С одной стороны, и те и другие могли произойти от одного общего предка. С другой стороны, эукариотическая клетка могла возникнуть внутри какой-то уже сформировавшейся архейной группы. В этом смысле асгардские микробы стали сенсацией — они оказались похожи именно на таких архей, которые могли бы поглотить бактериальную клетку.

Более того, даже вирусы, поражающие «асгардцев», отчасти похожи на вирусы эукариот. В статье в Nature Microbiology сотрудники Техасского университета в Остине описывают, как они их искали: они анализировали геномы асгардских микробов и искали в их ДНК остатки вирусных последовательностей. Вирусы нашлись в той области ДНК, которая называется CRISPR — это часть противовирусного аппарата бактерий и архей: в области CRISPR микробы складывают образцы геномов тех вирусов, которые когда-либо в них вторгались.

Вирусные остатки удалось обнаружить у архей Локи (Lokiarchaeota) и архей Хель (Helarchaeota). И, судя по всему, к этим археям заходили весьма необычные вирусы. С одной стороны, у них были белки, свойственные бактериофагам из группы Caudovirales — то есть вирусам, которые поражают бактерии и которых мы знаем по привычным картинкам: головка-многогранник, насаженная на спиральный стержень с ножками. С другой стороны, у асгардских вирусов были белки, свойственные вирусам эукариот, причём совершенно особенным вирусам — тем, которых называют NCLDV, то есть крупным ядерно-цитоплазматическим ДНК-содержащим вирусам; к ним относятся, например, вирусы оспы. У NCLDV очень большие геномы, в которых часто закодированы ферменты для обслуживания разных молекулярных операций с ДНК и белками — никакие другие вирусы эти ферменты у себя не кодируют.

У асгардских вирусов, как оказалось, есть гены, помогающие копировать и ремонтировать ДНК, помогающие регулировать чтение (то есть транскрипцию) ДНК в РНК, помогающие выполнять эпигенетическую регуляцию активности генов. Похожие гены есть и у эукариотических NCLDV. В целом доля подобных генов у асгардских вирусов невелика, около 1–5%, но важно, что они у них в принципе есть. Вирусы асгардских архей оказались в чём-то похожи как на вирусы бактерий, так и на вирусы эукариот. Вообще многие вирусы умеют брать себе куски клеточной ДНК, и можно представить, что в асгардских вирусах остались следы такого воровства. Подобные гипотезы надо, конечно, тщательно проверять, однако нет сомнений, что эти странные вирусы помогут нам лучше понять древнейшие этапы эволюции земной жизни. Кстати, новые вирусы образуют три группы, которые назвали именами трёх Норн, богинь судьбы из той же скандинавской мифологии, олицетворяющих прошлое, настоящее и будущее: вирусы Урд («прошлое»), вирусы Верданди («настоящее») и вирусы Скульд («будущее»).

1 июля 2022

Автор: Кирилл Стасевич

Статьи по теме:


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки