Вирусы на ледниках демонстрируют эволюционный механизм преодоления защиты хозяев

Вирусы — самые многочисленные биологические объекты на планете. Они повсеместно заражают микроскопические организмы, уничтожая огромное их количество ежедневно, что влияет на глобальные пищевые сети.

Группа учёных из университетов Инсбрука, Бристоля, Рединга, Аберствита, Миннесоты и Орхуса секвенировала и сравнила геномы вирусов, заражающих микробов на поверхности ледников. Исследование, опубликованное в Nature Communications, показало, что вирусы с ледников в Альпах, Гренландии и на Шпицбергене имеют почти идентичные геномы, несмотря на изоляцию мест. Это противоречит представлениям о быстрой эволюции вирусов.

Эволюционная гонка вооружений

Согласно лабораторным данным и гипотезе «Красной Королевы», вирусы и их хозяева находятся в постоянной эволюционной гонке, адаптируясь друг к другу. Поэтому в изолированных местах не должно быть одинаковых вирусных геномов.

Вирусы для исследования были взяты из криоконитовых лунок — небольших водоёмов талой воды на ледниках. Эти сообщества микробов идеально подходят для изучения эволюции вирусов, так как они реплицируются на удалённых ледниках по всему миру.

Генетический «однорукий бандит»

Исследователи ожидали найти разные, лишь отдалённо родственные вирусы в лунках, разделённых тысячами километров. Вместо этого они обнаружили, что большинство бактериофагов из Арктики и Альп были почти идентичны.

Однако при детальном рассмотрении их стабильных геномов выяснилось, что в них есть множество небольших участков, где ДНК от других родственных вирусов постоянно меняется местами в процессе, известном как рекомбинация. В каждом месте вирусы «перетасовывали» гены в этих областях, как в генетическом игровом автомате.

«Это означает, что в естественной среде обмен генами между вирусами путём рекомбинации создаёт большое разнообразие в популяции вирусов, особенно в генах, участвующих в распознавании и прикреплении к разным хозяевам. Вероятно, это даёт вирусам потенциал для быстрой адаптации к различным хозяевам в окружающей среде», — объясняет Кристофер Беллас.