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 (рис. 1). 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 [4].

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 [5], пока что никак не могут быть идентифицированы, что обещает учёным открытие громадного числа новых микроорганизмов и вирусов в биосфере Земли.

Литература

1. B. L. Scola. (2003). A Giant Virus in Amoebae. Science. 299, 2033-2033;
2. Кондрашов А. (2005). Хроника неожиданного открытия. «Наука и жизнь»;
3. Bernard La Scola, Christelle Desnues, Isabelle Pagnier, Catherine Robert, Lina Barrassi, et. al.. (2008). The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus. Nature. 455, 100-104;
4. Helen Pearson. (2008). 'Virophage' suggests viruses are alive. Nature. 454, 677-677;
5. Adam Monier, Jean-Michel Claverie, Hiroyuki Ogata. (2008). Taxonomic distribution of large DNA viruses in the sea. Genome Biol. 9, R106.