Loading

Громадный вирус указывает на существование четвертого домена жизни

Создано 02.08.2013 10:51
Автор: Евгений

Громадный вирус указывает на существование четвертого домена жизни
Два вируса Пандоры обязаны своим названием мифическому греческому герою, который открыл легендарный ящик и выпустил в мир зло. Аналогия в том, что биологи точно так же не знают, какие сюрпризы следует ожидать от этих форм жизни.
Открытие вирусов Пандоры – доказательство того, что наши знания о разнообразии микробной жизни на Земле далеко не полные, объясняет соавтор исследования Жан Мишель Клавери, вирусолог из Французского Национального исследовательского агентства при Университете Экс-Марсель.
«Предстоит еще совершить громадные открытия на самом фундаментальном уровне, которые могут изменить наши нынешние взгляды на происхождение жизни и ее эволюцию», - уверен ученый.

Юджин Кунин, биолог эволюционист из Национального центра биотехнологической информации, США, не принимавший участие в исследовании, назвал вирусы Пандоры «чудесным открытием», но не полной неожиданностью.
«В определенном смысле мы ожидали этого, и просто превосходно, что это открытие, наконец, произошло», - говорит Кунин.
Системный поиск
Лаборатория Клавери обнаружила один из вирусов, Pandoravirus salinus, в отложениях, собранных на побережье Чили. Другой из них, Pandoravirus dulcis, был найден в иле пресноводного озера около Мельбурна, Австралия.
Оба новых вируса такие крупные, что их можно увидеть даже через обычный оптический микроскоп. Размеры их геномов также выходят за рамки обычного: длина генома P. salinus составляет 1,91 миллионов оснований ДНК, тогда как P. dulcis может похвастаться 2,47 миллионами оснований ДНК. В сравнении, размер генома прежнего рекордсмена, Megavirus chilensis, составляет 1,18 миллиона оснований.
M. chilensis – это морской родственник мимивирусов. Это род крупных вирусов, впервые обнаруженный более десятилетия тому назад и навсегда изменивший взгляды ученых о размерах этих организмов.
После того как в 2010 году была составлена последовательность генома мимивируса, Клавери и его коллеги начали системные поиски еще более крупных вирусов. Они обнаружили P. salinus в той же чилийской среде, где был найден M. chilensis.
Открытие P. dulcis было менее прогнозируемым, так как вирус был обнаружен в образце воды, который Клавери взял во время поездки в Мельбурн.
Сначала французский ученый решил, что организмы одинаковые. Но после сравнения двух последовательностей геномов и их закодированных белков выяснилось, что пара микроорганизмов представляет собой новое семейство.
Что они из себя представляют?
Ученые провели ряд экспериментов, позволившие доказать, что обнаруженные организмы – это действительно вирусы. Используя оптические и электронные микроскопы, они отследили полный репликативный цикл новооткрытых организмов. Гиганты соответствовали всем трем основным критериям, позволившим назвать их вирусами.
Во-первых, вместо разделения надвое, как обычные бактерии или клетки, вирусы Пандоры произвели сотни новых копий самих себя за один цикл. Во-вторых, у обоих организмов отсутствуют гены, необходимые для производства энергии. И наконец, они не могут производить белки, не инфицировав одноклеточные организмы, известные как амебы, которые, судя по всему, являются предпочтительными хозяевами вирусов Пандоры.
Ученые столкнулись с дополнительными сюрпризами, когда проанализировали геномы вирусов Пандоры. Так, у P. dulcis оказалось 1500 генов, тогда как у P. salinus имелось более 2500 генов. Обычный вирус гриппа может похвастаться лишь 10 генами, а у M. chilensis их около тысячи.
Боле того, ученые не знают предназначения большинства генов вирусов Пандоры. По словам ученых, несколько распознаваемых генов участвуют в репликации ДНК, еще ряд связан с транскрипцией; функции остальных понять не удалось.
Еще одной отличительной чертой вирусов Пандоры является то, что у них нет генов для капсидных белков, которые обычно формируют оболочку, или капсиду, гигантских вирусов.Громадный вирус указывает на существование четвертого домена жизни
Четвертый домен
Такие несоответствия поднимают интересные вопросы о происхождении вирусов Пандоры, говорят специалисты.
В соответствии с теорией Клавери и его коллег древние предки вирусов Пандоры были свободно живущими клетками, которые, постепенно утратив большую часть генов, стали паразитами.
Некоторые ученые считают, что эта гипотетическая предковая клетка могла составлять так называемый четвертый домен жизни, то есть ранее неизвестную ветвь живых организмов, отличающуюся от трех общепринятых доменов: бактерий, архей (еще одного вида одноклеточных организмов) и эукариотов (домен, к которому принадлежат животные и растения).
Практическое применение
Клавери и его коллеги в настоящее время ищут другие вирусы Пандоры с целью раскрыть их эволюционное происхождение и лучше изучить гены.
«Эти вирусы имеют больше 2000 новых генов, которые кодируют белки и ферменты, выполняющие неизвестные функции, и участвуют в неизученных метаболических процессах, - объясняют вирусологи. – Их биохимические и регуляторные функции могут стать необычайно важными для применения в биотехнологии и биомедицине».
У ученых есть основания полагать, что предстоит открыть еще множество вирусов Пандоры.
«Тот факт, что два таких вируса были выявлены одновременно из образцов, взятых в очень отдаленных районах, говорит либо о нашей невероятной удаче, либо о том, что они совсем не редки», - уверен Клавери.
Источник: Livescience

Комментарии: