Вирусы являются наиболее распространенными биологическими объектами в Мировом океане и играют существенную роль в его экологическом и биогеохимическом балансе. В то же время они являются наименее изученными элементами морской жизни.
Разшифровав полный геном одного из морских протистов, который может выступать в качестве хозяина для многих вирусов, международная исследовательская группа под руководством ученых из Университета Стони Брук (США) закладывает основу для будущих исследований геномов морских протистов, динамики морских микроорганизмов и эволюционного взаимодействия между организмами-хозяевами и их вирусами - работы, которая может открыть двери для лучшего понимания "невидимого" мира морских вирусов и предложить ключ к экологии и здоровью Мирового океана. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
Пищевые сети Мирового океана обеспечивают человечество необходимыми источниками пищи, которые поддерживаются в основном микроскопическими организмами, среди которых широко распространены вирусы. Метагеномика позволяет обнаружить новые группы эукариотических вирусов, хотя и не связанных с известными хозяевами. Среди них - недавно описанные мирусвирусы, имеющие некоторое сходство с герпесвирусами.
Мирусвирусы - это крупные ДНК-вирусы, которые повсеместно распространены в океанах, важны для биоразнообразия и, скорее всего, не опасны для человека и водных организмов. Это открытие помогает ученым лучше понять биоразнообразие океанического планктона, значение этих вирусов в экосистеме, а также дает информацию об филогенетической истории вирусов. Проведенное исследование позволяет сложить еще больше фрагментов головоломки, связанной с океаническими вирусами. Авторы исследования сделали открытия в области структуры генома морского протиста Aurantiochytrium limacinum. Эти находки не только проливают свет на уникальные особенности его хромосом, но и раскрывают существование неуловимых хозяев вирусов.
Класс Labyrinthulomycetes, к которому относится Aurantiochytrium, привлекает исследователей своими особыми свойствами и биотехнологическим потенциалом (например, производством незаменимых омега-3 жирных кислот и каротиноидов). Используя современные технологии секвенирования, специалисты смогли полностью расшифровать геном Aurantiochytrium. Они обнаружили два геномных элемента, имеющих сильное сходство с герпесвирусами. Один элемент представляет собой кольцевую структуру, присутствующую в большом количестве копий, а другой интегрируется в конец хромосомы. Эти две особенности напоминают герпесвирусы, печально известные своей способностью поддерживать латентные инфекции в организме человека и других животных: некоторые герпесвирусы, ассоциированные с раком, поддерживают латентные инфекции путем интеграции в геном хозяина, а другие (например, ветряная оспа) поддерживают латентные инфекции в виде независимых эписом.
Исследование также посвящено изучению структуры генома Aurantiochytrium. Авторы обнаружили, что он обладает уникальной конфигурацией концов хромосом - неожиданной организацией генов рибосомной РНК и длинных повторов в их субтеломерных областях. Удивительное расположение этих последовательностей может играть ключевую роль в поддержании хромосомных концов, и именно в один из таких регионов интегрирован геном, подобный вирусу. "Поскольку мирусвирусы были обнаружены на основе данных об экологических последовательностях, они были идентифицированы в отсутствие известных хозяев", - рассказывает соавтор исследования Джеки Коллиер. "Наши данные показывают, что A. limacinum, вероятно, является естественным хозяином мирусвирусов и что один хозяин может быть инфицирован несколькими различными вирусами".
Эти наблюдения свидетельствуют о динамичном взаимодействии генома хозяина и вирусов. "Обнаружение одной из вирусных последовательностей на одном из концов хромосомы хозяина дает интригующее представление об эволюционном происхождении этих элементов", - добавляет Коллиер. "Это открытие также согласуется с растущим числом данных, указывающих на значительное влияние вирусов на морские экосистемы".
