Ученые обнаружили в пресном пруду японской префектуры Ибараки, неподалеку от Токио, гигантский вирус, который может перевернуть представления о том, как зародилась сложная жизнь на нашей планете. Этот микроорганизм, получивший название ушикувирус, поражает амеб и обладает генетическим набором, который больше напоминает клетки высших организмов, чем обычные вирусы. Самое интересное в этой находке — поведение вируса внутри клетки-хозяина. В отличие от большинства своих собратьев, он не просто использует ресурсы клетки, а активно взаимодействует с ее ядром, что дает исследователям важные зацепки о происхождении эукариот — организмов, к которым относятся растения, животные и люди.

 

Загадка гигантских вирусов и сложности эволюции

На протяжении последних двадцати лет гигантские вирусы остаются одной из самых обсуждаемых тем в биологии. Они настолько велики, что их геномы порой превышают размеры некоторых бактерий. Ушикувирус относится к группе, которая умеет манипулировать защитными механизмами клетки. Исследователи из Токийского научного университета под руководством Масахару Такемуры обнаружили, что этот вирус обладает полным набором гистонов. Это специальные белки, которые у людей и других сложных существ отвечают за упаковку и хранение ДНК в ядре.

 

Ушикувирус против привычных правил биологии

Главная интрига заключается в том, как именно вирус ведет себя после заражения. Его ближайший родственник, медузавирус, доставляет свой генетический материал прямо в ядро амебы и размножается там. Однако герой нового открытия выбрал иную стратегию:

• Он полностью разрушает оболочку ядра клетки-хозяина;
• На месте бывшего ядра создается так называемая вирионная фабрика;
• Внутри этого пространства вирус начинает штамповать свои копии;
• Используя собственные белки, похожие на человеческие, он организует свою ДНК по образцу сложных клеток.

 

Вирусная гипотеза происхождения жизни

Еще в начале двухтысячных годов ученые выдвинули смелую теорию вирусного эукариогенеза. Согласно этой идее, ядро в наших клетках возникло не само по себе, а развилось из древнего вируса, который когда-то поселился внутри примитивной клетки. Ушикувирус добавляет новых красок в этот спор. Тот факт, что близкородственные вирусы взаимодействуют с ядром по-разному — один работает внутри него, а другой уничтожает и замещает — показывает, насколько гибкими были эти механизмы в глубокой древности.

 

Анатомия нового микрогиганта под микроскопом

Изучение строения нового объекта показало, что он представляет собой сложную геометрическую фигуру — икосаэдр размером около 250 нанометров. Его поверхность покрыта шипами и особыми «колпачками», которых нет у родственных видов. С помощью высокоточных приборов биологи выяснили детали строения:

1. На поверхности капсида (оболочки) находятся цепочки углеводов;
2. Эти сахарные молекулы, вероятно, помогают вирусу распознавать конкретные виды амеб;
3. Некоторые части оболочки снабжены волокнистыми отростками;
4. Такое строение позволяет вирусу эффективно прикрепляться к жертве в мутной озерной воде.

 

Формирование нового семейство в иерархии вирусов

Открытие ушикувируса позволяет нам уточнить всю родословную класса гигантских вирусов, включая выделение новых семейств и порядков в биологической классификации.

Японский исследователь Масахару Такемура в своей работе, опубликованной в Журнале вирусологии, отмечает, что вместе с находками из Франции и другими изолятами из Японии, ушикувирус формирует самостоятельную ветвь эволюции. Это не просто единичный случай, а целая группа организмов, которые веками оттачивали мастерство управления клеточным ядром.

 

Будущие поиски ответов в капле воды

Сейчас ученые намерены искать других сородичей этого вируса в природных образцах по всему миру. Главная задача — понять, являются ли вирусные фабрики внутри клеток просто случайным сходством с человеческим ядром или они действительно были чертежами, по которым природа строила сложную жизнь. Чем больше таких организмов будет найдено, тем точнее мы сможем восстановить события миллиарднолетней давности, когда простые организмы начали превращаться в нечто большее. Различие в поведении ушикувируса и медузавируса указывает на то, что эволюция не шла по прямой линии.

Вирусы постоянно меняли тактику, адаптируясь к разным средам и разным хозяевам. И хотя новое открытие не дает мгновенного ответа на вопрос о происхождении человека, оно делает картину прошлого гораздо четче, показывая, что граница между «живым» и «неживым» в мире микробов гораздо тоньше, чем считалось раньше. Исследователи продолжают изучать, как эти крошечные захватчики перекраивают внутреннее пространство клеток, ведь в этих процессах могут быть скрыты механизмы, которые когда-то позволили жизни стать многоклеточной и разумной.