Согласно новому исследованию, ДНК недавно обнаруженных вирусов похожа на ДНК вирофагов, что позволяет предположить, что микробы могут пользоваться некоторой защитой от гигантских вирусов благодаря «встроенным» вирусам, находящимся в их геномах.
Анализируя геномы одноклеточных микробов, группа исследователей сделала поразительное открытие: в ДНК микробов «спрятаны» тысячи ранее неизвестных вирусов.
Исследователи обнаружили ДНК более 30,000 XNUMX вирусов, встроенных в геномы различных одноклеточных микробов, сообщают они в своем новом исследовании. Они объясняют, что вирусная ДНК может позволить клетке-хозяину воспроизводить полные, функциональные вирусы.
«Мы были очень удивлены количеством вирусов, которые мы обнаружили с помощью этого анализа», — сказал ведущий автор Кристофер Беллас, эколог, изучающий вирусы в Университете Инсбрука в Австрии. «В некоторых случаях обнаруживается, что до 10 процентов ДНК микроба состоит из скрытых вирусов».
«Эти вирусы, по-видимому, не заражают своих хозяев и могут быть полезными», — добавили исследователи. Некоторые из новых вирусов напоминают вирофаги, тип вируса, который заражает другие патогенные вирусы, пытающиеся заразить клетку-хозяина.
«Почему в микробных геномах обнаружено так много вирусов, до сих пор неясно, — говорит Беллас. «Наша самая убедительная гипотеза состоит в том, что они защищают клетку от заражения опасными для нее вирусами.
Жизнь на Земле означает борьбу с вирусами — наиболее распространенными биологическими существами на планете, коллективно заражающими все формы жизни. Они очень разнообразны и используют множество разных тактик для эксплуатации своих мобильных хозяев.
Независимо от семантических споров о том, живы ли вирусы, они, безусловно, встраиваются в жизнь других живых существ. Некоторые даже реплицируются, добавляя свою ДНК к клетке-хозяину и становясь частью ее генома.
Когда это происходит в зародышевой клетке, это может привести к тому, что эндогенные вирусные элементы (EVE) или вирусная ДНК передаются от одного поколения к другому у вида-хозяина.
Ученые обнаружили EVE в самых разных организмах, включая животных, растения и грибы. Например, млекопитающие несут в своей ДНК различные вирусные фрагменты, а около 8 процентов генома человека состоит из ДНК древних вирусных инфекций. Авторы исследования объясняют, что большинство из них больше не функционируют и считаются «геномными окаменелостями».
Исследования показывают, что EVEs могут быть адаптивными у людей и других организмов, возможно, помогая бороться с современными вирусами.
Исследователи отмечают, что это верно для многих одноклеточных эукариот, отмечая, что эти микробы обычно заражаются и уничтожаются гигантскими вирусами.
Если вирофаг уже обитает в клетке-хозяине, он может перепрограммировать гигантский вирус для создания вирофагов вместо репликации, потенциально спасая хозяина.
Согласно новому исследованию, ДНК недавно обнаруженных вирусов похожа на ДНК вирофагов, что позволяет предположить, что микробы могут пользоваться некоторой защитой от гигантских вирусов благодаря «встроенным» вирусам, находящимся в их геномах.
Исследователи писали, что до сих пор исследования EVE были сосредоточены в основном на животных и растениях, уделяя мало внимания протистам — эукариотическим организмам, которые не являются животными, растениями или грибами.
Обнаружение тысяч новых вирусов, скрытых в микробной ДНК, не было первоначальной целью Белласа и его коллег, которые планировали изучить новую группу вирусов, обнаруженных в водах Госсенкельзе, альпийского озера в австрийской провинции Тироль.
«Изначально в ходе нашего исследования мы хотели выяснить происхождение новых «полинтоноподобных вирусов», — говорит Беллас.
«Однако мы не знали, какие организмы обычно заражаются этими вирусами. Вот почему мы провели крупномасштабное исследование, чтобы проверить все микробы, последовательности ДНК которых известны».
Для этого они заручились помощью Leo, высокопроизводительного компьютерного кластера в Университете Инсбрука, который может анализировать огромные объемы данных.
Заметив гены вирофагов и других вирусов во многих микробных геномах, исследователи решили углубить исследование, используя Leo для систематического анализа всех геномов протистов.
Они обнаружили EVE, «спрятанные в повторяющихся, трудно соединяемых областях одноклеточных эукариотических геномов», пишут они, отмечая, что тысячи интегрированных вирусов показывают, что они составляют значительную, ранее неизученную часть геномов протистов.
Исследование также обнаружило доказательства того, что многие EVE протистов являются не просто геномными окаменелостями, но и функциональными вирусами, добавили исследователи, «предполагая, что различные наборы этих элементов могут быть частью противовирусной системы хозяина».
Источник: научный вестник
Примечание: исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
Фото Nothing Ahead: https://www.pexels.com/photo/words-in-dictionary-4440721/
