Ученые обнаружили новую форму жизни с гигантскими размерами

Она оказалась результатом мутации.

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, пишет tainy.net.

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.