Странный антарктический микроб объяснил происхождение вирусов

Антарктический микроорганизм, строящий капсулу вокруг генетического материала, поможет узнать, как появились вирусы. Исследование было опубликовано в журнале Nature Microbiology.

Вирусы не похожи на другие формы жизни, так как не состоят из клеток. Фактически вирус представляет собой фрагмент генетического материала (ДНК или РНК), заключенный в оболочку (капсид). Размножаться сам по себе вирус не может, но при проникновении в клетку живого организма он заставляет ее реплицировать себя, то есть создавать множество копий вируса вместо необходимых клетке белков.

Существует несколько гипотез возникновения вирусов. По одной версии, вирусы представляют собой упрощенную форму жизни, возникшую еще до микробов, по другой — паразитическую форму, появившуюся уже после эволюции клетки. Еще одна версия заключается в том, что гены «вырвались» из клеток и стали вирусами.

Рикардо Кавиччоли из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии и его коллеги обнаружили микроорганизм в озерах островов Рауэр в заливе Прюдс у берегов Антарктиды. Найденный микроб Halorubrum lacusprofundi R1S1 представляет собой одноклеточный организм, у него нет ни ядра, ни мембранных органелл.

Вирусы играют важную роль в экосистемах Антарктиды, поэтому в ходе исследования ученые активно искали эту форму внутри клеток. Они обнаружили плазмиду — небольшой фрагмент инородной ДНК в живой клетке. Плазмида не относится к геному клетки и может копироваться самостоятельно, и, кроме того, нередко плазмида несет ген, полезный для клетки. Например, гены устойчивости к антибиотикам иногда обнаруживаются в плазмидах.

Гены плазмиды, которую ученые назвали pR1SE, позволяют археям создавать везикулы и образовывать вокруг себя защитный слой. Внутри защитного «пузыря» бактерия может искать новую клетку-хозяина. Другими словами, pR1SE выглядит и действует как вирус, но контрольные гены вируса у нее отсутствуют.

Ученые пришли к выводу, что находка представляет собой плазмиду. Они также предположили, что вирусы развились из этих микроорганизмов, заимствовав при этом ген хозяина, что позволило создать твердую оболочку, а не мягкую везикулу.