Обнаружена новая группа гигантских вирусов

Популяция вирусов в мире оценивается в 10³¹, что в 10 раз больше, чем количество микробов на планете. Гигантские вирусы характеризуются непропорционально большими геномами и вирионами, содержащими генетический материал. Они могут кодировать несколько генов, потенциально вовлечённых в биосинтез белка, что породило различные гипотезы об их происхождении.

Учёные из Объединённого института генома Министерства энергетики США (DOE JGI) обнаружили новую группу гигантских вирусов, названную "Клоснёвирусами" (Klosneuviruses). У них обнаружен наиболее полный набор генов аппарата трансляции среди всех известных на сегодня вирусов. Это открытие, по мнению учёных, значительно расширяет понимание вирусной эволюции.

Ключевые детали исследования:

• Публикация: Журнал Science, 7 апреля 2017 года.
• Потенциальные хозяева: Протисты (одноклеточные эукариотические микроорганизмы).
• Значение: Предполагается, что эти вирусы оказывают большое влияние на протистов, которые помогают регулировать биогеохимические циклы планеты.

Происхождение гигантских вирусов: две гипотезы

С момента открытия мимивирусов в 2003 году ведутся споры о происхождении гигантских вирусов:

1. Они эволюционировали из древней клетки, возможно, из вымершего четвёртого домена клеточной жизни.
2. Они возникли из более мелких вирусов (гипотеза, которую отстаивает соавтор работы Евгений Кунин из NIH).

Открытие клоснёвирусов поддерживает вторую гипотезу. По словам Таньи Войке, ведущего автора статьи из DOE JGI, меньший вирус заражал различных эукариотических хозяев и на протяжении долгого времени по частям захватывал гены, кодирующие компоненты трансляционного аппарата, из независимых источников.

Анализ генов

Гены клоснёвирусов, казавшиеся имеющими общее происхождение, при детальном анализе оказались полученными от разных хозяев. Эволюционные деревья показали, что они приобретались вирусом постепенно, на разных этапах эволюции. Геном клоснёвирусов содержит:

• Ферменты аминоацил-тРНК со специфичностью к 19 из 20 аминокислот.
• Более 20 тРНК.
• Набор факторов трансляции и ферментов модификации тРНК. Это беспрецедентная находка среди всех вирусов, включая ранее известные гигантские вирусы.

История открытия

Постдокторант DOE JGI Фредерик Шульц и Таня Войке обнаружили клоснёвирусы при анализе данных секвенирования микроколоний из образца очистных сооружений в Клостернойбурге, Австрия. Данные были получены в рамках проекта CSP, сфокусированного на разнообразии нитрифицирующих бактерий. «Обнаружение генома гигантского вируса направило проект в совершенно новое, неожиданное и очень интересное русло», — отметила Войке. Анализ показал, что группа клоснёвирусов принадлежит к новой вирусной линии, родственной мимивирусам.

Будущие исследования

• Функция генов трансляционной системы остаётся неясной, пока вирусы не будут культивированы в лаборатории вместе со своими хозяевами.
• Евгений Кунин уверен, что в метагеномных данных скрывается ещё больше гигантских вирусов: «Я вполне уверен, что текущий рекорд размера генома гигантских вирусов будет побит. Мы увидим настоящих Голиафов в мире гигантских вирусов».