Вирус, который достаточно велик, чтобы его можно было увидеть под обычным световым микроскопом, взаимодействует с системами своего хозяина с помощью похищенных генов.
Ученые сообщают, что один из видов гигантских вирусов яростно размножается, захватывая механизм производства белка своего хозяина. Это долгожданное экспериментальное доказательство того, что вирусы могут использовать системы, обычно ассоциирующиеся с клеточной жизнью. Исследователи обнаружили, что вирус вырабатывает комплекс из трех белков, который захватывает систему производства белков своего хозяина, которая затем производит вирусные белки вместо белков хозяина.
Вирусологи уже подозревали, что вирусы способны на такой подвиг, говорит Фредерик Шульц, специалист по вычислительной биологии из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (США), который не принимал участия в работе. Но новые результаты, опубликованные в журнале Cell 17 февраля, являются важным подтверждением. По его словам, по сравнению с другими вирусами, этот “обладает более мощным набором инструментов, позволяющих по-настоящему заменить то, что делает хозяин”.
Гигантские вирусы, названные так из-за их массивных геномов, могут показаться экзотическими, но они определенно являются обычным явлением. Они, как правило, заражают одноклеточные организмы, называемые протистами - группу, включающую амеб и простейших, — которые “распространены повсюду”, — поясняет Юджин Кунин, биолог-эволюционист из Национального центра биотехнологической информации США. Гигантский ДНК-вирус, использованный в этом исследовании, мимивирус Acanthamoeba polyphaga, обладает геномом, который примерно в пять раз больше, чем у поксвирусов, которые обладают самыми большими геномами из всех вирусов, поражающих людей. Мимивирус велик и в другом отношении: он достаточно большой, чтобы его можно было увидеть под световым микроскопом.
Чтобы понять, влияет ли вирус на процесс сборки белков в организме хозяина, исследователи выделили вирусные белки, которые взаимодействуют с рибосомами хозяина, преобразующими молекулы РНК в белки. Ученые идентифицировали три вирусных белка, которые, по-видимому, могут быть вовлечены в захват производства белка хозяином. Затем они генетически сконструировали вирусы так, чтобы в них отсутствовали эти белки, и обнаружили, что вирусы, у которых отсутствовал любой из трех, размножались в 1000-100 000 раз медленнее, чем те, у которых эти белки были. “Оказывается они были абсолютно необходимы для заражения”, - говорит соавтор исследования Максимилиан Фелс, вирусолог из Гарвардской медицинской школы (США).
Авторы обнаружили, что три вирусных белка образуют комплекс, похожий по форме на тот, который вырабатывается организмом-хозяином и который прикрепляется к рибосоме и влияет на выработку белков. Когда мимивирус заражает хозяина, его белковый кластер заменяет белковый кластер хозяина, и молекулы вирусной РНК получают преимущественный доступ к рибосоме, лишая молекулы РНК хозяина доступа к клеточному механизму. Исследователи также подвергали клетки-хозяева стрессовым условиям, добавляя вредные химические вещества или лишая клетки питательных веществ. Даже в таких стрессированных клетках, которые обычно реагируют прекращением производства большей части белка, вирус все еще мог размножаться, но не так быстро.
Отдельные вирусы настолько просты и имеют настолько примитивную структуру, что их трудно назвать формой жизни. Так как же мимивирус Acanthamoeba polyphaga получает белки, которые могут частично заменять функции клетки-хозяина? Ученые говорят, что вполне возможно, что мимивирус "украл" полезные гены у своих хозяев на ранней стадии своей эволюционной истории, а затем эволюционировал, чтобы использовать их. “Эти крупные вирусы с большими геномами ДНК - похитители генов”, - считает Нелс Элде, генетик-эволюционист из Университета Юты (США). “Они собирают гены хозяина почти как разменные монеты”.
Авторы новой статьи выдвигают гипотезу, что мимивирусы и другие гигантские вирусы настолько велики, потому что в их состав входит множество генетических механизмов. Это может позволить вирусам процветать в более широком диапазоне природных сред, чем вирусы с меньшим геномом.
