Жизнь возникла из гигантских вирусов? Что обнаружили японские исследователи

В биологической науке крупные прорывы редко происходят с помпой. Обычно они появляются незаметно, под микроскопом, разглядывая образцы из самых неожиданных мест. Именно это произошло недавно в Японии, где исследователи из Токийского университета (TUS) они заметили новый, странный организм: Ушикувирус.

Обнаружение этого гигантского вируса в обычном озере в районе Усику префектуры Ибараки — не просто новая запись в списке вирусных агентов. Вместо этого он предлагает важные ключи к разгадке одной из величайших загадок жизни на планете: как примитивные клетки получили ядро и превратились в сложные формы жизни, которые мы видим сегодня, включая человека.

Когда вирусы становятся «гигантами»

Команда профессора Масахару Такемураимеющая давнюю традицию выявления таких организмов, выделила Ушикувирус и приступила к полному анализу его генома. Новый вирус принадлежит к семейству Марсельвирусиды.

Чтобы оценить разницу в размерах, достаточно принять во внимание, что распространенные вирусы (такие как грипп) чрезвычайно малы и обладают очень небольшим количеством генов и полностью зависят от своего хозяина. «Гигантские вирусы» (Nucleocytoplasmic Large DNA Viruses — NCLDV), такие как Ушикувирус, настолько велики, что иногда превышают размеры даже некоторых бактерий, при этом их ДНК чрезвычайно богата и сложна.

Однако поразительным элементом Ушикувируса является не его объем, а его внутренняя «механика».

Секрет кроется в «упаковке».

Исследовательская группа публикует свои выводы в престижном журнале Журнал вирусологииориентированный на конкретную особенность: O Ушикувирус имеет гены, которые производят специальные белки, известные как гистоны (гистоны).

В эукариотических клетках (клетках, из которых состоят растения и животные) гистоны действуют как катушки. Длинная цепь ДНК обернута вокруг них так, что она вписывается в ядро клетки и остается организованной. Этот процесс жизненно важен для функционирования жизни.

Анализ показал, что ушикувирус обладает не просто случайными фрагментами генетического материала, а функциональным механизмом, позволяющим ему вырабатывать собственные гистоны. Это означает, что вирус обладает способностью «упаковывать» свою собственную ДНК таким образом, что удивительно имитирует структуру ДНК наших собственных клеток. Как будто вирус имеет собственную систему хранения информации, независимую от системы его носителя.

Гипотеза «вирусного эукариогенеза».

Но почему это открытие так важно? Именно здесь все становится чрезвычайно интересным для эволюционной биологии.

Одна из самых смелых теорий происхождения жизни, «вирусный эукариогенез», утверждает, что ядра наших клеток — наш центр управления — не могли возникнуть постепенно из ниоткуда. Вместо этого он мог произойти от древнего гигантского вируса, который проник в простую (прокариотическую) клетку и вместо того, чтобы убить ее, поселился внутри нее, взяв под контроль генетический материал.

ТО Ушикувирус приходит, чтобы подкрепить эту теорию. Когда он заражает хозяина (обычно амебу), он создает внутри клетки «вирусную фабрику». Эта фабрика организована, защищена и функционирует по принципу, сильно напоминающему ядро примитивной клетки. Тот факт, что он использует специализированные белки (гистоны) для структурирования своей ДНК, указывает на то, что вирусы развили сложные организационные механизмы задолго до появления сложных животных.

Окно в прошлое

Профессор Такемура и его сотрудники отмечают, что его открытие Ушикувирус это дает нам уникальную возможность изучить эволюцию хроматина (комплекса ДНК и белков).

Изучая, как этот вирус управляет своим генетическим материалом, ученые они смогут лучше понять, как возникла организация ДНК миллиарды лет назад. В то же время открываются новые возможности для понимания биологии вирусов в целом, что приобретает особое значение в современную эпоху, когда вирусология находится на переднем крае медицинских исследований.