Исследователи из Техасского университета в Остине сообщают в журнале Nature Microbiology о первом обнаружении вирусов, заражающих группу микробов, которые могут включать предков всей сложной жизни. Это открытие дает дразнящие подсказки о происхождении сложной жизни и предлагает новые направления для изучения гипотезы о том, что вирусы были необходимы для эволюции людей и других сложных форм жизни.

Существует хорошо подтвержденная гипотеза о том, что все сложные формы жизни, такие как люди, морские звезды и деревья, которые имеют клетки с ядром и называются эукариотами, возникли, когда археи и бактерии слились, образовав гибридный организм. Недавние исследования показывают, что первые эукариоты являются прямыми потомками так называемых асгардских архей. Последнее исследование, проведенное Иэном Рэмбо (бывшим докторантом Калифорнийского университета в Остине) и другими сотрудниками лаборатории Бретта Бейкера, проливает свет на то, как вирусы тоже могли сыграть свою роль в этой миллиардолетней истории.

"Это исследование открывает дверь для лучшего понимания происхождения эукариот и понимания роли вирусов в экологии и эволюции архей Асгарда", - сказал Рэмбо. "Существует гипотеза, что вирусы, возможно, способствовали возникновению сложной клеточной жизни".

Рэмбо имеет в виду горячо обсуждаемую гипотезу, называемую вирусным эукариогенезом. Это наводит на мысль, что в дополнение к бактериям и археям вирусы, возможно, внесли некоторый генетический вклад в развитие эукариот. Это последнее открытие не решает эту дискуссию, но оно дает некоторые интересные подсказки.

Недавно обнаруженные вирусы, которые заражают ныне живущих архей Асгарда, действительно имеют некоторые особенности, сходные с вирусами, которые заражают эукариот, включая способность копировать их собственную ДНК и захватывать системы модификации белков их хозяев. Тот факт, что эти восстановленные вирусы Асгарда обладают характеристиками как вирусов, поражающих эукариот, так и прокариот, у которых клетки без ядра, делает их уникальными, поскольку они не совсем похожи на те, которые заражают другие археи или сложные формы жизни.

"Самое интересное, что это совершенно новые типы вирусов, которые отличаются от тех, которые мы видели ранее у архей и эукариот, заражая наших микробных родственников", - сказал Бейкер, адъюнкт-профессор морских наук и интегративной биологии и соответствующий автор исследования.

Археи Асгарда, которые, вероятно, эволюционировали более 2 миллиардов лет назад и чьи потомки все еще живы, были обнаружены в глубоководных отложениях и горячих источниках по всему миру, но до сих пор только один штамм был успешно выращен в лаборатории. Чтобы идентифицировать их, ученые собирают их генетический материал из окружающей среды, а затем собирают воедино их геномы. В этом последнем исследовании исследователи сканировали геномы Asgard на наличие повторяющихся участков ДНК, известных как массивы CRISPR, которые содержат небольшие фрагменты вирусной ДНК, которые могут быть точно сопоставлены с вирусами, ранее инфицировавшими эти микробы. Эти генетические "отпечатки пальцев" позволили им идентифицировать этих скрытых вирусных захватчиков, которые заражают организмы, играющие ключевую роль в сложной истории происхождения эукариот.

"Теперь мы начинаем понимать значение и роль вирусов в загадке эукариогенеза", - сказала Валери Де Анда, научный сотрудник Калифорнийского университета в Остине и соавтор исследования.

Другими соавторами исследования являются Педро Леао, аспирант-исследователь в Калифорнийском университете в Остине, и Маргарит Лэнгвиг, бывшая студентка магистратуры в Калифорнийском университете в Остине, а в настоящее время кандидат в докторантуру в Университете Висконсин-Мэдисон.

ИСТОЧНИК