Новостная лента

Гигантский вирус побуждает переосмыслить дерево жизни

08.04.2016

Эволюционные биологи уже десятилетиями спорят о природе вирусов, которые отличается от всех других форм жизни. Впрочем, недавно открытая группа вирусов названа клоснеувірусами, может стать тем «недостающим звеном», которая наконец сможет поставить точку в этих дебатах.

 

В 2003 ученые обнаружили гигантские вирусы, которые назвали мімівірусами. Анализ генома этих существ указал на то, что их предки могли самостоятельно существовать вне клеткой-хозяином. Открытие разделило ученых на два лагеря. Одни придерживаются мнения, что в прошлом вирусы были самодостаточными организмами, которые попали в ловушку к других клеток и в конечном итоге перешли к паразитарного существования, лишившись генов, которых они больше не нуждались. А другие рассматривают вирусы как существа, которые в течение сотен миллионов лет похищали генетический материал организмов-хозяев.

 

Исследование, опубликованное 6 апреля в Science, подтверждает скорее вторую гипотезу, которая заключается в том, что геном вирусов – это мешанина из генетического материала других организмов. Однако вокруг него уже идут дискуссии.

 

После открытия мімівірусів некоторые исследователи разработали теорию, которая помещает вирусов у корней эволюционного дерева. Вирусы, согласно этой теории, – это четвертый домен жизни наряду с бактериями, еукаріотами и археями.

 

Мимивирусы, имеют 400 нанометров в диаметре, всего вполовину меньше, чем бактерии E. coli. Уникальность этих существ заключается в том, что они содержат гены, которые кодируют молекулы, что транслируют РНК в белки. Все другие вирусы зато заставляют клетки своих хозяев производить для них белки.

 

По мнению команды, которая их открыла, эта способность мімівірусів может свидетельствовать о том, что в прошлом они были гигантскими вільноживучими клетками, которые, скорее всего, сегодня уже не существуют. «Это открытие возобновило дебаты о природе вирусов и их связь с клеточным миром», – говорит эволюционный биолог из Марсельского университета во Франции Жан-Мишель Клав’єрі, соавтор статьи 2003 года об открытии мімівірусів.

 

Точку над «i» в этой дискуссии можно поставить, сравнивая геномные последовательности вирусов с последовательностями их хозяев-эукариот. Мимивирусы имеют слишком мало генов, похожих на гены эукариот, чтобы проводить статистический анализ, который мог бы установить их эволюционные связи. Кроме того, сложность этого задания усугубляет и то, что вирусные геномы очень быстро мутируют.

 

Клоснеувіруси могут восполнить этот пробел. Их геномы содержат генетические последовательности, кодирующие десятки энзимов и другую молекулярную машинерию, которая участвует в производстве белков. Отдельные из этих генов никогда не встречали ни у одного из известных вирусов, включая мимивирусы. «Именно они напоминают ту “недостающее звено”, которую мы никогда раньше не видели в природе», – говорит соавтор исследования Таня Войке, микробиолог из Объединенного геномного института в г. Волнат-Крик (Калифорния).

 

Войке и ее коллеги открыли клоснеувіруси случайно, изучая микроорганизмы, которые выжили после процедуры очистки сточных вод в Австрии. Чтобы идентифицировать присутствующие в образцах микроорганизмы, они секвенували их геномы и обнаружили четыре геномы, похожие на геномы мімівірусів.

 

Изучая дальше эти загадочные геномы, ученые установили, что их трансляционные гены выглядят так, словно они перенимали отдельные последовательности нуклеотидов в течение сотен миллионов лет. Это подтверждает гипотезу о том, что вирусы крадут участков своих геномов. Возможно и то, что мимивирусы и клоснеувіруси эволюционировали разными способами параллельно, что подтверждает даже две гипотезы происхождения вирусов, – говорит Фредерик Шульц, биоинформатик из Объединенного геномного института и соавтор нового исследования.

 

Пока не понятно, какие эукариотные организмы «занимали» свои гены клоснеувірусам. Поскольку биологам пока не удается идентифицировать носителей клоснеувірусів, их не удается вырастить в лаборатории. Пока не похоже, чтобы эти вирусы инфицировали тот же вид амеб, и мимивирусы и другие гигантские вирусы.

 

По словам Жана-Мишеля Клав’єрі, большая часть трансляционной машинерии клоснеувірусів не похожа ни на один другой организм. Его беспокоит то, что вычислительная модель, которую использовали для того, чтобы установить эволюционных предков вирусов, могла содержать загрязнения в виде остаточных участков ДНК. «Я хочу увидеть наконец этот вирус вместе с его хозяином в лаборатории. Иначе я не поверю ни в одну из их эволюционных интерпретаций», – говорит он.

 

Эволюционный биолог из Университета Париж IX Дэвид Морейра не видит в этом необходимости. По его мнению, достаточно основательно изучить сам геном и его эволюционное происхождение. Он приветствует то, что все больше ученых в своих статьях приходит к выводу, что на самом деле вирусы не являются четвертым доменом жизнь.

 

А співвідкривач мімівірусів, микробиолог из Марсельского университета Дидье Рау говорит, что последнее открытие не решит дебаты об эволюционном происхождении вірусім, впрочем оно является важной научной находкой: «Мы открываем часть мира, о которой ранее ничего не было известно, и должны быть терпеливы».

 

Sara Reardon

Giant worm discovery sparks debate over tree of life

Nature, 6/04/2017

Отреферировал Евгений Ланюк

You Might Also Like

Loading...

Нет комментариев

Комментировать

Яндекс.Метрика