биомолекула.ру. Взгляд изнутри.
 

Логин:
Пароль:


…А на блохе — блошиночка поменьше

[6 сентября, 2008 г.]

Бóльшая часть организмов на Земле — паразиты. Есть паразиты и у паразитов. Однако до недавнего времени учёные и предположить не могли, что у вирусов — паразитов бактерий, одноклеточных и многоклеточных животных и растений — тоже могут быть паразиты! Теперь же у гигантского мимивируса амёбы Acanthamoeba polyphaga обнаружился вирус-паразит, названный Спутником. Открытие этого вируса-«блошиночки» подливает масла в огонь старого спора — являются ли вирусы живыми организмами, — являя тот аргумент, что организм, который можно чём-то заразить, определённо является живым.

Гигантские вирусы будоражили воображение учёных с самого момента их идентификации в 2003 году в группе Дидье Рауля (Didier Raoult) [1]. Вообще-то, открыты они были ещё за десятилетие до того — в амёбах, обитающих в башенном охладителе ТЭЦ в Брэдфорде (Великобритания), — однако из-за своего необычайно большого размера были ошибочно отнесены к бактериям.

Более пристальное изучение образцов этих «бактерий» показало, что на самом деле они являются гигантскими вирусами с геномом, содержащим более 900 кодирующих генов — что в три раза больше, чем у любого другого известного вируса и больше, чем у многих бактерий и архебактерий. Этот вирус получил название мимивируса амёбы Acanthamoeba polyphaga (из-за того, что поначалу он «притворялся» бактерией), и предположительно является членом крупного, доселе неизученного семейства. «Всё это вызвало большой переполох в вирусологии», — говорит Евгений Кунин (Eugene Koonin) [2], выпускник кафедры вирусологии МГУ 1978 года, известный биоинформатик, а ныне заведующий Лабораторией эволюционной геномики в США. — «Открытие гигантских вирусов заполнило пустовавшую до тех пор нишу между клеточными организмами и вирусами».

В новой работе Рауль, Кунин и их коллеги сообщают об открытии нового гигантского вируса — на этот раз обнаруженного в аналогичном башенном охладителе Парижа, — получившего название мамавируса (видимо, из-за того, что по размеру он немного превосходит мимивирус) [3]. Однако это далеко не самое интересное: на электронной микрофотографии они обнаружили другой, намного более мелкий вирус, который тесно связан с «белковой фабрикой» мимивируса и явно паразитирует на ней! Новый вирус получил название Спутник (Sputnik) — в честь первого искусственного спутника Земли.

Геном Спутника — состоящий из двуцепочечной кольцевой молекулы ДНК — содержит всего 21 кодирующий ген, и размер вируса — 50 нм — ничтожен по сравнению с размером «мамы», которую можно даже разглядеть в оптический микроскоп. Однако коварства Спутнику не занимать: когда мамавирус инфицирует амёбу, он развёртывает внутри неё целую «фабрику» по производству новых вирусных частиц. Спутник же внедряется в эту систему и использует её для собственного размножения (см. рисунок). Причём Спутник явно является паразитом мамавируса: заражённые гигантские вирусы имеют аномальное строение капсида, и в результате скорость лизиса амёб снижается более чем в три раза. Самостоятельно — без мамавируса — Спутник размножаться в амёбе не может.

Вирофаг Спутник заражает гигантский мамавирус, инфицирующий амёбу Acanthamoeba polyphaga (APMV). На рисунке показана электронная микрофотография «белковой фабрики» мамавируса, с которой тесно ассоциированы мелкие икосаэдрические частицы Спутника (показаны стрелками). На врезке изображён капсид мамавируса, содержащий внутри частицы Спутника. На иллюстрации в [3] показаны также фотографии мимивируса с «исковерканным» в результате заражения капсидом. Чёрное деление в обоих случаях соответствует 200 нм.

Исследователи относят Спутник к новому подмножеству вирусов — в вирофагам — так как он заражает вирусы подобно тому, как бактериофаги заражают бактерии. «Вирофаг действует, как и положено паразиту: использует ресурсы хозяина с целью собственного размножения», — комментирует новую классификацию Кунин.

Исследование генома Спутника может открыть новые биологические механизмы обмена генами: хотя 13 генов вирофага не имеют близких гомологов ни в одном организме, три гена явно родственны генам мамавируса и, возможно, были поглощены Спутником в процессе «совместной жизни». Это позволяет провести ещё одну аналогию: вирофаг может осуществлять горизонтальный перенос генов между другими вирусами подобно тому, как бактериофаг переносит генетический материал между бактериями.

Кроме прочего, открытие гигантских вирусов и вирофагов может иметь глобальное влияние на происходящие на Земле процессы: согласно геномному исследованию океанской воды, генетический материал, схожий с геномом гигантских вирусов, является обычным компонентом воды, а, следовательно, гигантские вирусы наверняка являются распространёнными паразитами морского планктона. А не обнаружены ранее они были, видимо, потому, что бактериальные фильтры для воды «оставляли за бортом» и гигантских вирусов. Рауль и его команда открыли, что несколько генов Спутника родственны опубликованным генетическим последовательностям, найденным в морской воде, и что вирофаги тоже, по-видимому, являются распространённой, но до сих пор неизученной группой вирусов.

Влияя на скорость роста планктона, его паразиты — гигантские вирусы, — а также паразиты этих вирусов — вирофаги — могут оказывать огромное влияние на биосферу: океан в целом и на климат на Земле. Кстати, более 70% предположительно вирусных генов, найденных при анализе морской воды [4], пока что никак не могут быть идентифицированы, что обещает учёным открытие громадного числа новых микроорганизмов и вирусов в биосфере Земли.

По материалам новостей Nature [5].

Литература

  1. La Scola B., Audic S., Robert C., Jungang L., de Lamballerie X., Drancourt M., Birtles R., Claverie J.M., Raoult D. (2003). Science 299, 2033 (в интернете);
  2. Небольшой рассказ об одном исследовании, в котором участвовал Кунин, опубликован в «Науке и жизни»: Кондрашов А. — «Хроника неожиданного открытия»;
  3. La Scola B., Desnues C., Pagnier I., Robert C., Barrassi L., Fournous G., Merchat M., Suzan-Monti M., Forterre P., Koonin E., Raoult D. (2008). The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus. Nature 455, 100–104 (в интернете);
  4. Monier A., Claverie J.M., Ogata H. (2008). Taxonomic distribution of large DNA viruses in the sea. Genome biol. 9, R106 (в интернете);
  5. Nature news: “‘Virophage’ suggests viruses are alive”.

Автор: Чугунов Антон.

Число просмотров: 1404.

Вернуться в раздел «Новости»

Комментарии

(Оставить комментарий) (показывать сначала старые комментарии)

Re: …А на блохе — блошиночка поменьше

1941 — 11 сентября, 2008 г. 10:56. (ссылка) (свернуть ветвь)

Ещё из очень старой работы Френеля-Конрата "Химия и биология вирусов" было видно, что вирусы - это самый разнообразный генетический материал, свободно "валяющийся" везде в природе, в том числе - в морской воде и в почве. А ваши вирофаги могли образоваться, путём самосборки составных частей, внутри мамавируса или могут являться его предшественниками или его потомством, так сказать,детьми, из которых вырастают "взрослые мамавирусы". А вдруг мамавирус хронически беременен своими же вирофагами? Абсолютно ничего не следует из этой статьи. Круговорот генетического материала в окружающем мире давным давно известен.

(ответить)

Мы писали, мы писали, наши вирофаги встали

Чугунов Антон — 11 сентября, 2008 г. 12:40. (ссылка) (свернуть ветвь)

Ну зачем же так волноваться-то. Это же ж не мои вирофаги, и я вовсе не доказываю их вселенскую значимость... И никто не говорит, что из этой статьи следует что-то, что опровергнуло бы сразу науку по всем фронтам. Просто интересное открытие, документально подтвердившее то, о чём многие и так могли давно догадываться.
Не надо так волноваться, всё в порядке!

(ответить)

Re: Мы писали, мы писали, наши вирофаги встали

Доктор Ай — 11 марта, 2011 г. 20:30. (ссылка)

-Кто бы кого не ел, всегда будут и хищники и паразиты. Тем более, что без вирофагов вирусы остаются неуничтожимыми, а следовательно - бессмертными. И никакая амёба не идет в сравнения.
Но это я так... validoll на волнах безмолвного радио...

(ответить)

Яндекс.Метрика

© 2007–2015 «биомолекула.ру»
Электропочта: info@biomolecula.ru
О проекте · RSS · Сослаться на нас

Дизайн и программирование —
Batch2k15.

Сопровождение сайта — НТК «Биотекст».

Условия использования сайта
Об ошибках сообщайте вебмастеру.