Гигантские вирусы отнесли к новой форме жизни

За последнее десятилетие биологи обнаружили несколько ранее неизвестных созданий природы, которые окончательно их запутали своими свойствами, а главное — размерами.

Вся жизнь на Земле делится на три надцарства или домена: бактерии, археи и эукариоты. Вирусы живыми организмами учёные никогда не считали. Их называют инфекционными агентами, поскольку воспроизводиться они могут только внутри клеток хозяина. Но недавние открытия учёных заставили их усомниться в этой научной догме.

Первое открытие было сделано в 1992 году, когда биологи обнаружили мимивирус. Он обладал очень крупными размерами — около 500 нанометров в диаметре и 1,2 миллиона пар нуклеотидов. Затем в 2011 году Жан-Мишель Клавери (Jean-Michel Claverie) и Шанталь Абержель (Chantal Abergel) обнаружили ещё более крупный вирус. Он был найден в ходе анализа образцов, собранных у побережья Чили. Мегавирус (Megavirus chilensis) заражал и убивал амёб.

Открытие мегавируса подтвердилось, когда точно такого же "монстра" обнаружили у берегов Австралии. Он обладает ещё большими размерами — около 1 микрометра в длину и 0,5 микрометров в ширину, а его геном состоял из 1,9-2,5 миллионов оснований. Под микроскопом мегавирус выглядит как большое тёмное пятно, напоминающее бактериальную клетку. При этом по размерам он даже превышает некоторые эукариотические клетки, что само по себе очень удивительно.

Но размеры — это не единственное, что делает гигантские вирусы уникальными: лишь 7% их генов были известны науке ранее.

"Мы вообще не понимали, что это за гены. Обнаружение гигантских вирусов сравнимо с открытием ящика Пандоры. Мы даже не можем себе представить, что будет с биологией после того, как мы изучим их подробнее", — говорит Клавери.

Интересно то, что места, где можно обнаружить гигантские вирусы, расположены в самых разных точках планеты. Во-первых, это говорит о том, что "мегавирусы" могут быть чрезвычайно распространены в природе, а во-вторых — что они довольно неприхотливы.

Самый интересный случай обнаружения вируса Пандоры (Pandoravirus salinus) рассказал Рольф Мишель (Rolf Michel), паразитолог из Центрального института при Медико-санитарной службе Германии (Zentraler Sanitätsdienst der Bundeswehr).

Он нашёл гигантский вирус внутри амёбы, которая жила на поверхности контактной линзы женщины, страдавшей воспалением роговицы. "Когда я прочитал работу своих коллег, то понял, что это был пандоравирус. Но я и не предполагал, что вирусы вообще бывают такими!" — рассказывает учёный.

И всё же вирусы Пандоры не обладают признаками клеточных организмов, таких как бактерии. Они не производят собственные белки, энергию через аденозинтрифосфат и не размножаются с помощью деления клеток. Тем не менее, у них есть несколько ключевых генов и вирусный цикл жизни.

Рассмотрев под электронным микроскопом загадочных созданий, изъятых из организмов амёб, исследователи увидели, что вирусы опустошают клетки хозяина, поглощая белки и ДНК. Из-за их активности разрушается ядро клетки амёбы (или любого другого организма-хозяина), а вирус Пандоры воспроизводится в количестве нескольких сотен копий и оставляет клетку открытой.

Теперь главная задача, которая стоит перед биологами, − определение происхождения гигантских вирусов. Для этого необходимо рассмотреть внимательно их гены и белки, которые они кодируют. Существует гипотеза, что вирусы Пандоры произошли от полноценных клеток. Если она подтвердится, то это будет означать, что предок гигантских вирусов сильно отличался от предков бактерий, архей и эукариотов.

"Мы считаем, что жизнь намного богаче, чем думают люди, и не укладывается в известные науке три домена. Некоторые клетки эволюционировали и стали живыми организмами, а другие избрали путь паразитизма и эволюционировали в вирусы", — поясняет Абержель.

Учёным предстоит провести масштабное исследование этих созданий природы, изучить их природу и происхождение. Кто бы мог подумать, что именно вирусы укажут на бесчисленное многообразие форм жизни и образуют целое новое надцарство.

О предварительных выводах биологов можно почитать в журнале Science, где недавно вышла статья Абержель, Клавери и их коллег.