Вирусы не имеют метаболизма, но у некоторых есть его строительные блоки
Новое исследование показывает, что гигантские вирусы, поражающие водоросли и другие одноклеточные организмы в океанах и озёрах, обладают собственными генами ключевых метаболических путей. Это меняет представление о влиянии вирусов на экосистемы и размывает границу между живым и неживым.
Открытие гигантских вирусов
- Группа учёных из Виргинского политехнического института под руководством Франка Эйлуорда обнаружила в геномах гигантских вирусов множество генов, связанных с метаболическими циклами — отличительной чертой клеточной жизни. Исследование опубликовано в Nature Communications.
- Гигантские вирусы в 10 раз больше обычных, содержат сотни или тысячи генов и широко распространены в водной среде. Ранее их часто пропускали при анализе, так как они задерживались на фильтрах, предназначенных для отделения бактерий.
Метаболические гены вирусного происхождения
- Исследователь Монир Монируззаман, ведущий автор работы, восстановил геномы 501 гигантского вируса из общедоступных метагеномных баз данных.
- В этих геномах найдены гены, кодирующие части нескольких ключевых метаболических путей клеток. В отличие от ранее известных случаев, эти гены не были просто случайно "заимствованы" у хозяина — они имеют уникальную, вирус-специфическую сигнатуру.
- Это означает, что вирусы обладали этими генами миллионы или даже миллиарды лет. Гены являются рабочими компонентами, которые вирус использует, захватывая клетку-хозяина.
Перепрограммирование клетки и влияние на экологию
- Вирусы активно перестраивают фундаментальные аспекты клеточной физиологии заражённого одноклеточного организма (например, водоросли).
- Изменяя метаболизм хозяина, вирусы влияют на баланс потребляемых и выделяемых в среду питательных веществ. Таким образом, они оказывают прямое воздействие на водную биогеохимию и углеродный цикл планеты.
Размытие границ и будущие исследования
- Открытие стирает чёткое различие между живым и неживым: "С точки зрения геномного репертуара, у [вирусов и клеток] гораздо больше общего, чем мы могли бы ожидать", — отмечает Эйлуорд.
- Следующий шаг — экспериментальное изучение функций этих генов и их взаимодействия с метаболизмом хозяина.
- Геномы гигантских вирусов содержат много "вирусной тёмной материи" — генов с неизвестной функцией, что обещает новые открытия. "Они просто мешок с загадками", — говорит Монируззаман.