Колкото повече научаваме за гигантските вируси, толкова повече въпроси имаме. За разлика от повечето вируси, тези гигантски щамове са толкова големи, че дори могат да бъдат объркани с бактерии, а размерът и сложността на техните геноми надхвърлят очакванията.
Гигантските вируси са открити за първи път едва през този век, но многобройни подобни открития оттогава оспорват нашите дългогодишни предположения за това какво всъщност са вирусите, включително дали те наистина трябва да се считат за живи същества.
Някои от тези гигантски вируси изглежда дори създават свои гени; други имат генетичен код, който никога досега не сме срещали.
Изглежда, че все по-често откриваме типове с характеристики, видими само в живите клетки, а стряскащо ново откритие, направено от учени от Вирджиния Тех, разкри други изненадващи генетични прилики между гигантските вируси и клетъчния живот.
„По отношение на техния геномен репертоар те имат много повече общи неща, отколкото бихме могли да очакваме“, обяснява микробиологът Франк Ейлуард.
В ново изследване на вирусното разнообразие учените пресяват публично достъпни метагеномни бази данни, съдържащи разнообразен генетичен код, от който са събрали предполагаеми геноми за 501 различни вида гигантски вируси в предложения ред на големи ДНК нуклеоцитоплазмени вируси (NCLDV). Главно от водната среда (където се случва замърсяване с водорасли).
В допълнение към търсенето на очакваните гени за процеси като изграждане на капсиди и вирусна инфекциозност, екипът установи, че гигантските вируси носят огромно разнообразие от гени, участващи в аспекти на клетъчния метаболизъм, включително процеси като усвояване на хранителни вещества, събиране на светлина и метаболизъм на азот.
Изследователите казват, че метаболитни гени са били открити във вируси и преди, но това е нещо различно.
Предишни изследвания на NCLDV са идентифицирали гени, за които се смята, че са придобити в клетъчния живот чрез страничен трансфер на гени – движението на генетичен материал между организмите, за разлика от начина, по който той се предава от родител на потомство. Във вирусен контекст това предполага, че вирусите могат случайно да придобият гени от заразени гостоприемници.
Екипът откри еволюционни линии на вирусни метаболитни гени, които отидоха много по-дълбоко, което предполага дългогодишна връзка между патогени и гостоприемници, чието симбиотично значение все още не можем да разкрием напълно.
„Това предполага, че вирусите са имали тези гени в продължение на милиони години, дори милиарди години, и те са специфични за вируса метаболитни гени“, обяснява Aylward.
„След като вирусите заразят клетката, вече не можем да мислим за нея като за своя автономна единица. Вирусите пренареждат основните аспекти на клетъчната физиология след инфекция. ”
С други думи, гигантските вируси и техните древни предци могат да живеят заедно с клетъчни организми в продължение на еони, не само да се размножават в клетките на живите същества, но и да оказват невидим ефект върху техните метаболитни процеси през цялото това време.
Подобно на много други открития, които учените правят за гигантските вируси, той изисква двоен подход, ако не и пряка промяна на парадигмата.
„Вирусите в миналото са били разглеждани като аксесоари за клетъчния живот и като такъв ефектът им върху биогеохимичните цикли е бил разглеждан до голяма степен през призмата на ефекта им върху смъртността на гостоприемника, а не чрез някаква пряка метаболитна активност“, пишат авторите в своя доклад.
“Големият брой клетъчни метаболитни гени, кодирани от геноми, които разкриваме в това проучване, подчертават алтернативно мнение, при което специфичните за вируса ензими играят пряка роля в оформянето на вирусната клетъчна физиология.”
След това учените искат да проведат експериментална работа, изследвайки как метаболитите на гостоприемника могат да бъдат повлияни от гигантски вируси и вирусни гени, за които се предполага, че се пренасят, за да променят метаболитните процеси.
Независимо какви отговори ще намерим, като се има предвид, че имаме работа с гигантски вируси, можете да се обзаложите, че ще има много нови неизвестни.
„Те са просто хранилище на мистерии“, казва микробиологът Мохамад Монирузаман. “Те са като голяма гора, а ти стоиш пред гората и не знаеш какво има в нея.”
Резултатите са представени в Nature Communication.
Източници: Снимка: (Chuan Xiao и Yuejiao Xian / Тексаски университет в Ел Пасо)
