Віруси — неклітинні інфекційні агенти, які не належать до живої природи, але можуть змінювати життя у глобальному масштабі. Дослідники виявили, що незвична група мікробів, відома як «гігантські віруси», містить пов’язані із метаболізмом гени, які вони, вірогідно, використовують для перетворення своїх «зомбованих хазяїнів» у енергоефективні заводи. Цю групу було визнано окремою в ХХІ столітті.
У Світовому океані понад 200 тис. видів вірусів. Деякі з них — гігантські віруси, звуться так через те, що їхній розмір приблизно вдесятеро перевищує розмір звичайних вірусів. Звичайні ж віруси крихітні — найбільший становить 1/5 розміру еритроцита, і це пояснює, чому їх не було виявлено аж до 2003 р. Відтоді дослідники дізналися про деякі факти, наприклад, що віруси заражають переважно амеб та фітопланктон. Але вчені досі намагаються з’ясувати, що саме змушує їх невпинно «продовжувати йти».
У новому дослідженні мікробіологи на чолі з Френком Ейлвордом з Політехнічного інституту та Університету Вірджинії не проводили обстеження океанів. Натомість вони полювали на публічні бази даних, скануючи тисячі морських геномів на наявність ДНК-відбитків гігантських вірусів. Вони вилучили 501 імовірний геном гігантського вірусу, порівнявши ці дані зі 121 відомим, зазначеним раніше геномом, щоб створити генеалогічне дерево. Ці результати, опубліковані цього місяця у «Nature Communications», демонструють, що гігантські віруси надзвичайно різноманітні та поділяються на 54 окремі групи. Декілька геномів наука відкрила для себе вперше.
На додачу до звичайних генів, які дозволяють вірусу заражати свого хазяїна та розмножуватися, багато з них також містять гени, необхідні для метаболізму — процесу, який перетворює їжу в енергію у всіх живих клітинах. Таке відкриття було несподіваним, адже віруси «не їдять». «Дивно, що ці гени зовсім нещодавно доповнили наші знання, — говорить автор Мохамад Моніруцзаман. — Багато з них еволюціонували у вірусах протягом мільйона років. Якщо ваша мета — просто знайти нового хазяїна і розмножуватися, навіщо вам гени?».
Усе це може суттєво вплинути на морське життя. Фітопланктон всмоктує з атмосфери вуглекислий газ, спричиняючи парниковий ефект у процесі фотосинтезу, а також становить основу всього харчового ланцюга, певний взаємозв’язок «хто кого їсть» між хижаком та здобиччю. Слід зазначити, що набір метаболічних генів у вірусах виявляли і раніше. Але ніхто не міг подумати, що їхні лінії йдуть набагато глибше. Це означає, що між патогенами та їхніми хазяями виникли деякі симбіотичні співвідношення, суть яких сучасній науці поки що невідома.
Таким чином, якщо раніше вважалося, що вірусні гени лише кодують процес збірки оболонки вірусу та його здатність розмножуватися всередині враженої клітини, то тепер все навпаки. Гени беруть участь у широкому спектрі метаболічних процесів, від поглинання поживних речовин і захоплення світової енергії до метаболізму азоту-процесу, характерному тільки для бактерій.
- Нeidt A. (2020) Giant viruses aren’t alive. So why have they stolen genes essential for life?
(https://www.sciencemag.org/news/2020/04/giant-viruses-aren-t-alive-so-why-have-they-+-genes-essential-life).
Катерина Приходько-Дибська
