Новые вирусы обнаружены в океанских глубинах

Ученые обнаружили новый вирус, заражающий архей в глубоководных метановых сипах. Исследование показало, что этот вирус и сами археи обладают необычным механизмом направленной мутации собственных генов.

Вирус в глубоком синем море

Используя подводный аппарат Alvin, исследователи собрали образцы осадков с глубоководного метанового сипа. В лаборатории, подкармливая образцы метаном, они вырастили метанотрофных архей и обнаружили новый вирус, генетический отпечаток которого указывал на архей как на хозяина.

Генетическая последовательность нового вируса позволила найти частичные совпадения в глобальных базах данных. "Мы нашли частичное генетическое совпадение в метановых сипах у берегов Норвегии и Калифорнии. Данные свидетельствуют, что этот тип вируса распространен по всему миру в глубоководных метановых сипах", — сказал ведущий автор Блэр Пол из UCSB.

Необычные генетические адаптации

Дальнейшее исследование выявило небольшой генетический элемент — разнообразие-генерирующий ретроэлемент (diversity-generating retroelement), который ускоряет мутацию определенного участка генома вируса. Ранее подобные элементы идентифицировали только у бактерий и их вирусов, но никогда у архей или заражающих их вирусов.

"Способность мутировать эти "кончики" — это наступательная контрмера против защитных механизмов клетки, что напоминает молекулярную гонку вооружений", — пояснил Пол.

Обнаружив этот механизм у вируса, ученые предположили, что сами археи могут использовать его для генетической адаптации. В результате поиска они нашли параллельные черты в геномах подземной группы архей, известных как наноархеи (nanoarchaea).

В отличие от глубоководного вируса, который использует направленную мутацию для изменения одного гена, наноархеи нацелены как минимум на четыре различных гена. "Бактерии, как наблюдалось, нацеливали на два гена с помощью этого механизма. Целевых четыре — это необычайно", — отметила соавтор Сара Бэгби из UCSB.

По словам геоученого Дэвида Валентайна из UCSB, генетическая мутация, способствующая этим вариациям, может быть ключом к выживанию архей под поверхностью Земли. "Клетка выбирает модификацию определенных белков. Она занимается собственным белковым инжинирингом".

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, было поддержано грантом Национального научного фонда (NSF) Dimensions of Biodiversity.