Как созревают гигантские вирусы: новые данные о медизавирусе

Гигантские вирусы — уникальная группа вирусов, сравнимых по размеру с мелкими бактериями. Медизавирус, впервые выделенный из горячего источника в Японии, генетически оказался ближе к эукариотическим клеткам, чем к другим гигантским вирусам, что указывает на его ключевую роль в понимании эволюции эукариот.

В исследовании, опубликованном в Journal of Virology, японские учёные под руководством профессоров Кадзуёси Мураты и Масахару Такэмуры впервые описали уникальный четырёхстадийный процесс созревания медизавируса в клетках-хозяевах.

Используя методы просвечивающей электронной микроскопии (C-TEM) и криоэлектронной микроскопии (cryo-EM), исследователи обнаружили в заражённых амёбах четыре типа вирусных частиц:

• Псевдо-пустые (p-Empty) — заполнены губчатым материалом, но без ДНК.
• Пустые (Empty) — без губчатого материала и ДНК.
• Наполовину заполненные (s-Full) — наполовину заполнены ДНК.
• Полные (Full) — полностью заполнены ДНК.

Анализ во времени показал, что эти частицы представляют собой четыре последовательные стадии созревания. В отличие от других вирусов, капсид (оболочка) медизавируса образуется в цитоплазме клетки-хозяина независимо от синтеза вирусной ДНК, который происходит в ядре. Только пустые капсиды, находящиеся рядом с ядром, могут захватывать ДНК и превращаться в s-Full или Full-частицы.

Cryo-EM-анализ выявил, что все типы частиц имеют сходную внешнюю структуру с тремя типами шипов. Однако внутренняя мембрана в p-Empty и Empty-частицах оказалась «открытой» — имела разрыв. У s-Full и Full-частиц мембрана была целой.

Профессор Такэмура поясняет: «Мы считаем, что разрывы в мембране указывают на незрелость частиц. Вероятно, через эти промежутки происходит обмен ДНК и белками, необходимыми для созревания вируса, после чего разрывы исчезают».

Это открытие демонстрирует новый механизм формирования и созревания вирусных частиц и подчёркивает огромное структурное и поведенческое разнообразие гигантских вирусов.