Новый большой ДНК-вирус может помочь дать ключ к эволюции сложных организмов

Ученые из Японии обнаружили гигантский вирус, который, подобно мифической Медузе, может превратить амебу в «камень». Вирус, извлеченный из горячего источника в Японии, получил одноименное название «медузавирус». В его древнем геноме обнаружены сложные белки, которые обычно встречаются у эукариотов – например, у растений, животных, отмечается на сайте Токийского университета науки.

Трехмерная реконструкция частицы медузавируса© Genki YoshikawaТрехмерная реконструкция частицы медузавируса
© Genki Yoshikawa et al.

Недавно открытый вирус заражает вид амебы, известный как Acanthamoeba castellanii, и заставляет его представителей образовывать твердую каменистую раковину. Иными словами, под влиянием вируса амеба превращается в цисту. Циста – это временная форма существования многих одноклеточных организмов, при которой организм покрывается защитной оболочкой.

Ученые во главе с вирусологом Масахару Такемура (Masaharu Takemura) из Токийского университета науки и Хироюки Огата (Hiroyuki Ogata) из Киотского университета, обнаружили, что репликация ДНК у медузавируса происходит в ядре амебы-хозяина. Они наблюдали обмен генетической информацией между клеткой-хозяином и вирусом по мере их совместного развития. Они также обнаружили, что гигантский вирус содержит в своем древнем геноме некоторые сложные белки, которые составляют строительные блоки эукариотических организмов – у растений, животных, людей. Поняв, почему эти белки присутствуют в геноме вируса, ученые смогут решить некоторые из самых сложных вопросов о нашем происхождении.

«Исследования геномики гигантского вируса указывают на то, что между медузавирусом и происхождением эукариотической жизни, вероятно, существует связь», – говорит профессор Такемура.

У вируса нет необходимого «механизма» для размножения: он делает это внутри клетки-хозяина, когда проникает в организм. Вирус высвобождает геном клетки и «эксплуатирует» ее механизм. Это может оставить след, как отпечаток пальца, на ДНК хозяина, который затем передается из поколения в поколение. Хозяин также взаимодействует с вирусом, и вирус принимает новые последовательности, которые сохраняются во времени. Хозяин и вирус сосуществуют, и именно эта «совместная эволюция» является самой важной частью этого исследования.

Вирусы классифицируются на основе их генетических характеристик, то есть того, как они генерируют матричную РНК для создания белков и генетического материала. Медузавирус относится к крупным ядерно-цитоплазматическим ДНК-содержащим вирусам, которые отличаются большой длиной ДНК крупным размером (в последнем они почти не уступают бактериям). Эти вирусы, в свою очередь, относятся к группе недавно открытых эукариотических вирусов с большими и сложными геномами двухцепочечной ДНК (дцДНК). Это интересно, потому что, в отличие от большинства вирусов, он содержит гены, которые кодируют белки, участвующие в «упаковке» ДНК. Медузавирус содержит полный набор гистонов – белков, которые эволюционировали, чтобы удерживать ДНК в ядре и регулировать экспрессию генов. Это особенно странно, если учесть, что у вирусов нет ядра; это может означать, что во время «совместной эволюции» с клеткой-хозяином вирус мог приобрести гены, которые кодируют эти гистоны. Это приводит к мысли, что медузавирус может относиться к совершенно другому семейству вирусов.

Медузавирус заставляет амебу окаменеть, захватывая клетки непосредственно из ее ядра. Вирус передает свою ДНК для репликации (воспроизведения) и использует собственную ДНК-полимеразу (фермент, синтезирующий ДНК) и гистоны, но в целом он полагается на хозяина для завершения процесса. Результаты эволюционного анализа, проведенного авторами исследования, позволяют предположить, что на древе эволюции ДНК-полимераза медузавируса лежит в основе происхождения ДНК-полимеразы, обнаруженной у эукариот. Как говорит один из авторов статьи, доктор Генки Йошиква (Genki Yoshikwa) из Киотского университета, это может означать, что наша ДНК-полимераза «вероятно, произошла от медузавируса или одного из его родственников».

К счастью, этот вирус сейчас не представляет никакой опасности для людей, отмечается в пресс-релизе.

Результаты исследования опубликованы в Journal of Virology  
Источник: scientificrussia.ru

Метки , , . Закладка постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *