... А на блоху - блошіночка поменше

Більша частина організмів на Землі - паразити. Є паразити і у паразитів. Однак до недавнього часу вчені й припустити не могли, що у вірусів - паразитів бактерій, одноклітинних і багатоклітинних тварин і рослин - теж можуть бути паразити! Тепер же у гігантського мімівіруса амеби Acanthamoeba polyphaga виявився вірус-паразит, названий Супутником. Відкриття цього вірусу- «блошіночкі» підливає масла в вогонь давньої суперечки - чи є віруси живими організмами, - являючи той аргумент, що організм, який можна щось заразити, безумовно є живим.

Гігантські віруси розбурхували уяву вчених з самого моменту їх ідентифікації в 2003 році в групі Дідьє Рауля (Didier Raoult) [1] . Взагалі-то, відкриті вони були ще за десятиліття до того - в амеби, що мешкають в баштовому охолоджувачі ТЕЦ в Бредфорді (Великобританія), - однак через свого надзвичайно великого розміру були помилково віднесені до бактерій.

Більш пильна вивчення зразків цих «бактерій» показало, що насправді вони є гігантськими вірусами з геномом, що містить більше 900 кодують генів - що в три рази більше, ніж у будь-якого іншого відомого вірусу і більше, ніж у багатьох бактерій і архей. Цей вірус отримав назву мімівіруса амеби Acanthamoeba polyphaga (через те, що спочатку він «прикидався» бактерією), і ймовірно є членом великого, досі невивченою сімейства. «Все це викликало великий переполох в вірусології, - каже Євген Кунин ( Eugene Koonin ) [2] , Випускник кафедри вірусології МГУ 1978 року, відомий біоінформатики, а нині завідувач Лабораторією еволюційної геноміки в США. - Відкриття гігантських вірусів заповнило порожню до тих пір нішу між клітинними організмами і вірусами ».

У новій роботі Рауль, Кунин і їх колеги повідомляють про відкриття нового гігантського вірусу - на цей раз виявленого в аналогічному баштовому охолоджувачі Парижа, - отримав назву мамавірус (мабуть, через те, що за розміром він трохи перевершує мімівіруса) [3] . Однак це далеко не найцікавіше: на електронній мікрофотографії вони виявили інший, набагато більш дрібний вірус, який тісно пов'язаний з «білкової фабрикою» мімівіруса і явно паразитує на ній! Новий вірус отримав назву Супутник (Sputnik) - на честь першого штучного супутника Землі.

Геном Супутника - складається з двуцепочечной кільцевої молекули ДНК - містить всього 21 кодує ген, і розмір вірусу - 50 нм - ніщо у порівнянні з розміром «мами», яку можна навіть розгледіти в оптичний мікроскоп. Однак підступності Супутнику не позичати: коли мамавірус інфікує амебу, він розгортає всередині неї цілу «фабрику» з виробництва нових вірусних частинок. Супутник ж впроваджується в цю систему і використовує її для власного розмноження (рис. 1). Причому Супутник явно є паразитом мамавірус: заражені гігантські віруси мають аномальне будова капсида, і в результаті швидкість лізису амеб знижується більш ніж в три рази. Самостійно - без мамавірус - Супутник розмножуватися в амеби не може [4] .

Малюнок 1. Вірофаг Супутник заражає гігантський мамавірус, що інфікує амебу Acanthamoeba polyphaga (APMV). На малюнку показана електронна мікрофотографія «білкової фабрики» мамавірус, з якою тісно асоційовані дрібні ікосаедрічеськая частки Супутника (показані стрілками). На врізки зображений капсид мамавірус, що містить всередині частинки Супутника. На ілюстрації показані також фотографії мімівіруса з «зіпсованим» в результаті зараження капсидом. Чорне розподіл в обох випадках відповідає 200 нм.

Дослідники відносять Супутник до нового подмножеству вірусів - в вірофагам - так як він заражає віруси подібно до того, як бактеріофаги заражають бактерії. «Вірофаг діє, як і належить паразита: використовує ресурси господаря з метою власного розмноження», - коментує нову класифікацію Кунин.

Дослідження генома Супутника може відкрити нові біологічні механізми обміну генами: хоча 13 генів вірофага не мають близьких гомологів ні в одному організмі, три гена явно споріднені генам мамавірус і, можливо, були поглинені Супутником в процесі «спільного життя». Це дозволяє провести ще одну аналогію: вірофаг може здійснювати горизонтальний перенос генів між іншими вірусами подібно до того, як бактеріофаг переносить генетичний матеріал між бактеріями.

Крім іншого, відкриття гігантських вірусів і вірофагов може мати глобальний вплив на що відбуваються на Землі процеси: згідно геномному дослідженню океанської води, генетичний матеріал, схожий з геномом гігантських вірусів, є звичайним компонентом води, а, отже, гігантські віруси напевно є поширеними паразитами морського планктону . А не виявлені раніше вони були, мабуть, тому, що бактеріальні фільтри для води «залишали за бортом» і гігантських вірусів. Рауль і його команда відкрили, що кілька генів Супутника споріднені опублікованими генетичним послідовностей, знайденим в морській воді, і що вірофагі теж, мабуть, є поширеною, але до сих пір невивченою групою вірусів.

Впливаючи на швидкість росту планктону, його паразити - гігантські віруси, - а також паразити цих вірусів - вірофагі - можуть значно впливати на біосферу: океан в цілому і на клімат на Землі. До речі, понад 70% імовірно вірусних генів, знайдених при аналізі морської води [5] , Поки що ніяк не можуть бути ідентифіковані, що обіцяє вченим відкриття величезного числа нових мікроорганізмів і вірусів в біосфері Землі.

1. BL Scola. (2003). A Giant Virus in Amoebae . Science. 299, 2033-2033;
2. Кондрашов А. (2005). Хроніка несподіваного відкриття . «Наука і життя»;
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.