Японські вчені знайшли вірус, що руйнує ядро: нова гілка життя?

Історія дослідження почалася зі звичайних зразків води, зібраних у річці. Проте, виділення furtivovirus виявилося непростим завданням, оскільки в пробах домінували значно швидші віруси. Лише завдяки наполегливості науковців, зокрема вірусолога Масахару Такемура, вдалося ідентифікувати таємничого «мешканця» річки.

Furtivovirus, як і всі гігантські віруси, має надзвичайно великий та складний геном. Для порівняння, його геном налічує 560 176 пар основ і містить понад 650 білкових кодувальних послідовностей, що значно більше, ніж у багатьох бактерій. Ці характеристики змусили вчених замислитися над його місцем у «дереві життя».

Найбільше дослідників вразила унікальна стратегія розмноження вірусу. Якщо більшість гігантських вірусів або зберігають ядро клітини-господаря цілим, реплікуючись у ньому, або повністю руйнують його оболонку, то furtivovirus обрав проміжний шлях. Він проникає в амебу Vermamoeba vermiformis, яка є його господарем, руйнує мембрану ядра, але не розсіює його вміст. Натомість, вірус починає копіювати себе в залишках ядерної рідини – нуклеоплазмі, використовуючи клітинні механізми.

Електронна мікроскопія дозволила детально вивчити цей процес. Виявилося, що порожні оболонки вірусу (капсиди) спочатку формуються в цитоплазмі, після чого мігрують до зруйнованого ядра, де й заповнюються генетичним матеріалом. Цей механізм ніколи раніше не спостерігався у гігантських вірусів, що робить furtivovirus унікальною перехідною ланкою між різними групами вірусів.

Аналіз ДНК показав, що furtivovirus є відсутньою ланкою між двома групами гігантських вірусів, які раніше вважалися занадто різними. Через значні відмінності у розмірі геному та методах репродукції, вчені запропонували виділити цей вірус та його родичів в окрему вірусну родину під назвою Manesviridae. Ця назва відсилає до «Манів» – духів померлих у давньоримській міфології, підкреслюючи «примарну» природу цих вірусів, які дають про себе знати лише після загибелі клітин від інших інфекцій.

Гігантські віруси давно викликають інтерес у науковців, оскільки їхні складні геноми дозволяють припускати, що вони можуть бути «втраченим фрагментом» еволюції життя. Існує гіпотеза, що мільярди років тому саме давні гігантські віруси могли відіграти ключову роль у появі клітинного ядра — структури, яка відрізняє складні організми, такі як рослини, тварини і люди, від бактерій. Це відкриття надає додаткові аргументи на користь теорії, що ядро могло виникнути як захисний механізм матеріал від вірусних вторгнень, або навіть бути своєрідним «одомашненим» вірусом.

За словами дослідників, furtivovirus демонструє можливий еволюційний шлях між різними стратегіями взаємодії вірусів із клітинним ядром. Це відкриття допомагає краще зрозуміти, як віруси можуть змінюватися та адаптуватися до нових умов, розширюючи або скорочуючи свої геноми залежно від середовища та способу розмноження. Це підкреслює, що ми ще багато чого не знаємо про світ вірусів, і в природі може існувати безліч інших форм життя, які здатні змінити наші уявлення про еволюцію та походження клітин.

«Якщо ми зможемо зрозуміти, як взаємодіють і розвиваються разом гігантські віруси та клітини-господарі, ми зможемо отримати нове розуміння значення вірусів як живих організмів і того, як ми можемо з ними співіснувати», — прокоментував вірусолог з Токійського наукового університету Масахару Такемура.

«Це відкриття підкреслює складність еволюції геному, демонструючи, що гігантські віруси можуть розширювати свій загальний розмір геному, щоб адаптуватися до невизначеного середовища», — зазначили дослідники у своїй науковій праці, опублікованій у журналі Journal of Virology.

Відкриття furtivovirus стало ще одним нагадуванням про те, наскільки мало людство знає про світ вірусів. Це дослідження не лише розширює наші знання про вірусологію, але й пропонує новий погляд на можливі шляхи еволюції, що призвели до виникнення складного життя на Землі. Подальші дослідження цього унікального вірусу можуть принести нові відповіді на фундаментальні питання походження та еволюції життя.