После открытия мимивирусов, похожих на микробы, ученые пришли к выводу о том, что эти странные создания занимают промежуточное положение между бактериями и вирусами. Часть специалистов говорила о том, что это совершенно новая форма жизни. Впрочем, спустя много лет ученые из Соединенных Штатов Америки выяснили настоящее происхождение вирусов гигантских размеров.
Вирусы не могут воспроизводиться самостоятельно и лишены признаков клеточного организма, в частности, энергетического обмена. Множество ученых убеждены, что называть их живыми организмами нельзя, потому как, по сути, вирусы являются частицами, образованными несколькими типами биополимеров – белками и нуклеиновыми кислотами. В некоторых случаях присутствуют также липиды.
Большая часть вирусов по размерам не превышают размеров клетки, и имеют достаточно скромный набор генов. Размножаются они путем приспособления зараженных клеток для своих нужд и использования их ресурсов, а нередко и убивая их. Некоторые вирусы имеют всего два гена, в то время, как обычная кишечная палочка имеет более четырех тысяч генов.
В то же время, вреди вирусов попадаются иногда удивительные создания. В частности, в 2003 году появилась информация о том, что внутри одной из разновидностей амеб исследователи обнаружили частицы, напоминающие бактерии, но обладающие при этом вирусной структурой. Их назвали мимивирусами (то есть, вирусы, имитирующие микробы). Данное открытие повергло ученых в шок: помимо этого, что вирусы были гигантских размеров, так они еще имели намного больше генов, чем некоторые микроорганизмы (более 2,5 тысяч).
Открытие данных вирусов заставило некоторых ученых-биологов задуматься над тем, как происходила эволюция древа жизни. Все живые организмы исследователи делят на три основных группы: археи, бактерии и эукариоты. Отдельно стоят вирусы, однако ученые в 2011 году пришли к выводу о том, что все ядерные цитоплазматические вирусы, содержащие ДНК, в частности, мегавирусы, мимивирусы и пандоравирусы, произошли от четвертой группы. Согласно теории, к нему относились все вымершие неизвестные одноклеточные организмы, в ходе эволюции избавившиеся от множества генов и превратившиеся в паразитов.
Некоторые исследователи, среди которых и биоинформатик и эволюционный биолог Евгений Кунин, который работает в США, в Национальном центре биотехнологической информации, убеждены в том, что необходимости в четвертой группе нет. По словам Кунина, вполне понятно, что вирусы гигантских размеров принадлежат к той группе, которая включает в себя и намного меньшие вирусы. Вместе с коллегами он опубликовал исследование, в котором описано вероятное происхождение мимивирусов и их родственников.
Ученые международной исследовательской группы, в состав которой вошли австрийские ученые и Фредерик Шульц из американского Объединенного института генома при департаменте энергетики США, провели анализ генетического материала, извлеченного из осадка, который был взят в Австрии, на одной из станций очистки сточных вод. В образцах ими была установлена последовательность все цепочки ДНК с целью определить, каким организмам могли принадлежать те или иные фрагменты геномов. Подобный метод исследователи используют в тех случаях, когда изолировать и культивировать организм в лабораторных условиях невозможно.
В ходе исследования было установлено, что часть фрагментов ДНК являются вирусными. После того, как все фрагменты удалось собрать в один геном, ученые установили, что он принадлежит новому большому вирусу, который получил название Klosneuvirus. Помимо этого, были определены и три родственных вируса – Hokovirus, Indivirus и Catovirus. Каждый из них имел свой набор генов, сходных по своей нуклеотидной последовательности с генами эукариотических организмов. Таким образом, ученые пришли к выводу, что все четыре найденные разновидности гигантского вируса могут заражать разных хозяев. Исследователи установили, что хозяева могут относиться к протистам церкозоям. До недавнего времени все обнаруженные вирусы гигантских размеров паразитировали на акантамебах.
В ходе проведения геномного анализа также было установлено, что вирусы Klosneuvirus занимают промежуточное положение между гигантскими вирусами CroV, инфицирующими морские жгутиковые организмы Cafeteria roenbergensis, и мимивирусами. Исследователи отнесли вирусы Klosneuvirus к семейству Mimiviridae.
Самое интересное, что у Klosneuvirus есть гены, которые осуществляют процесс трансляции, при котором на основании информации, содержащейся в ДНК, происходит синтез белков. Вирус кодирует 25 разных транспортных РНК и еще четыре десятка РНК, связанных с трансляцией белков, в том числе и 19 аминовцил-тРНК-синтетаз, помогающих транспортным РНК встроить в строящуюся последовательность белка правильную аминокислоту. Число таких ферментов в мимивирусах не превышает семи.
Ученые определили происхождение сложного генетического аппарата, который связан с синтезом белков. Как было установлено, большинство белков связаны с разного рода простейшими эукариотами. Таким образом, было опровергнуто мнение о том, что вирусы гигантских размеров могли произойти от неизвестных организмов, которые относятся к четвертой группе. К тому же, они также не могли происходить от эукариот. Вирусы постепенно захватывали гены других организмов, постепенно приобретая современный вид. Иными словами, предками вирусов гигантских размеров могли быть более мелкие вирусы.
Источник: http://tainy.net/