У гигантских вирусов обнаружили признаки живых существ

МОСКВА, 9 апр — РИА Новости. Американские биологи обнаружили у гигантских вирусов гены, которые могут контролировать метаболизм живых организмов, хотя сами вирусы метаболизмом не обладают. Это открытие у гигантских вирусов свойств, характерных только для клеточной жизни, заставляет по-новому взглянуть на их природу. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Гигантские вирусы были открыты только в 1992 году. Они настолько крупные — в десятки раз больше обычных вирусов — а геномы настолько крупные, что их поначалу относили к бактериям и не уделяли должного внимания при изучении. Но постепенно стало ясно, что эти вирусы присутствуют на Земле повсеместно, особенно их много в водной среде, где их хозяевами становятся одноклеточные организмы, такие как водоросли и простейшие, обмен веществ которых оказывает огромное влияние на состояние водных ресурсов планеты и на углеродный цикл.

Чем больше биологи изучали гигантские вирусы, тем больше обнаруживали у них особенности, характерные для живых существ. В частности, в их сложном геноме ученые обнаружили гены, с которыми никогда раньше у вирусов не сталкивались — гены, способные контролировать метаболические процессы, хотя у самих гигантских вирусов метаболизма нет. Первоначальная гипотеза предполагала, что метаболические гены появляются в геноме гигантских вирусов, когда последние уже находятся внутри клетки-хозяина, в результате так называемого латерального переноса — перемещения генетического материала между организмами, в отличие от наследственной передачи.

Но результаты нового исследования, в котором ученым из Политехнического университета Виргинии удалось отследить эволюционные линии вирусных метаболических генов, показывают, что причина лежит глубже.

Исследователи провели анализ общедоступных баз метагеномов, из которых они собрали предполагаемые геномы 501 различных типов гигантских вирусов, относящихся к группе крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов (NCLDV), в основном обитающих в водной среде. Ученые отбирали те участки ДНК, которые содержали хотя бы четыре из пяти генов, характерных для NCLDV, и имели не меньше 100 тысяч пар оснований.

Наряду с вполне ожидаемыми генами, отвечающими за построение капсида — защитной оболочки вируса — и вирусную инфекционность — процесс проникновения в клетку-хозяина, ученые обнаружили, что гигантские вирусы несут огромное разнообразие генов, вовлеченных в аспекты клеточного метаболизма, включая такие процессы, как поглощение питательных веществ, сбор света и метаболизм азота.

Метаболические гены выявлялись у вирусов и раньше, но в этом случае были обнаружены эволюционные линии, что говорит о длительных взаимоотношениях между патогенами и хозяевами. Другими словами, вполне вероятно, что древние предки гигантских вирусов долгое время жили в симбиозе с клеточными организмами, реплицируясь внутри их клеток и оказывая влияние на их метаболизм. При этом, гигантские вирусы не только глубоко перестраивали жизнедеятельность инфицированной клетки, но и сами эволюционировали в процессе этого симбиоза.

"Это подразумевает, что вирусы имели эти гены в течение миллионов, даже миллиардов лет, и они являются вирус-специфическими метаболическими генами, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования, микробного эколога Фрэнка Эйлварда (Frank Aylward). — Как только вирусы заражают клетку, мы не можем больше думать о ней как об автономной сущности. Эти вирусы перестраивают фундаментальные аспекты клеточной физиологии после заражения".

"С точки зрения геномного репертуара, у них гораздо больше общего с клеточными организмами, чем мы могли бы ожидать. Как и многие другие открытия, которые мы делаем о гигантских вирусах, это требует двойного подхода, если не прямого изменения парадигмы", — добавляет Эйлвард.

Ученые планируют продолжить свои исследования и провести эксперименты для выяснения того, как метаболические процессы хозяина могут быть затронуты гигантскими вирусами.