Недавно открытый гигантский вирус обладает уникальным способом захвата хозяина

Фото из открытых источников

Недавно обнаруженный гигантский вирус помогает исследователям понять, как диверсифицировалась одна из самых необычных групп в биологии, и как даже близкородственные вирусы могут различаться в своих стратегиях использования клеток хозяина. Статья с результатами была опубликована в Journal of Virology.

Вирус, получивший название фуртивовирус, был выделен из образцов реки в Камакуре, Япония, и культивирован в лаборатории с использованием обычной почвенной амебы. При диаметре около 200 нанометров он относится к числу самых маленьких «гигантских вирусов» — группы, которая может достигать размеров в 10 раз больше, и чей первый известный представитель, мимивирус, в течение 11 лет ошибочно классифицировался как бактерия, прежде чем в 2003 году был признан вирусом.

Гигантские вирусы определяются, в частности, тем, насколько они могут делать всё самостоятельно, неся гены для процессов, которые большинство более мелких вирусов оставляют своим хозяевам. Кроме того, некоторые из них несут гены, которые чаще ассоциируются со сложной клеточной жизнью, чем с вирусами, включая гены ферментации сахаров, гистонов и цитоскелета.

Как гигантские вирусы достигли таких размеров и как у них оказался такой необычный набор генов, является предметом дискуссий: одна гипотеза гласит, что они накапливали генетический материал, получая его от организмов-хозяев с течением времени; другая — что они произошли от более сложных предков, геномы которых фактически уменьшились в размере.

Анализ команды показал, что фуртивовирус имеет геном размером около 560 000 пар оснований и реплицируется уникальным образом. Он зависит от ядра клетки-хозяина (мембранного компартмента, присутствующего во всех сложных живых организмах, от дрожжей до человека), но вместо того, чтобы сохранять его целостность, он разрушает ядерную мембрану и производит новые вирусные частицы внутри, где обычно хранится и обрабатывается ДНК.

Такое поведение отличается от поведения двух других типов гигантских вирусов: медузавирусов, которые реплицируются внутри неповрежденного ядра, и ушикувирусов, которые образуют участки репликации в цитоплазме после разрушения ядра.

«Хотя эти вирусы принадлежат к одной группе, они используют клеточное ядро по-разному», — говорит Масахару Такемура из Токийского университета науки. «Если мы сможем понять, как гигантские вирусы и клетки-хозяева взаимодействуют и эволюционируют вместе, мы можем получить новые представления о значении вирусов как живых организмов».

На основе сравнения с геномами других гигантских вирусов в статье предлагается отнести фуртивовирус и несколько его близких родственников, включая ушикувирус, к новому семейству вирусов — Manesviridae, и оспаривается предыдущая гипотеза, которая относила эту линию к отряду Pandoravirales, поскольку было обнаружено недостаточно общего генетического материала для подтверждения этой группировки.

Общая зависимость от ядра у всех трех вирусов имеет отношение к более широкому вопросу эволюционной биологии. Гипотеза, предложенная Такемурой в 2001 году и независимо разработанная австралийским микробиологом Филипом Беллом вскоре после этого, утверждает, что ядро эукариотических клеток могло произойти от древних вирусов.

Эта идея вызывает много споров; большинство исследователей отдают предпочтение моделям, в которых ядро возникло в результате древнего слияния более простых клеточных организмов, а именно бактерий и архей, без участия вирусов.