Тупанвирусы оказались обладателями гигантского «хвоста» и рекордно большого аппарата трансляции

Исследователи обнаружили две новые разновидности гигантских вирусов — паразитов амеб. Виды, названные тупанвирусами, отличаются необычной формой вирусных частиц и обладают самым длинным среди вирусов «хвостом», однако их главная особенность заключается в рекордно большом для вирусов количестве генов, кодирующих компоненты аппарата синтеза белка. Как поясняют авторы в статье в Nature Communications, среди этих компонентов для синтеза белка не хватает только рибосом. Открытие тупанвирусов заставляет предположить, что предки вирусов обладали более сложным геномом, но в процессе адаптации к паразитизму значительно «упростились».

Способность самостоятельно синтезировать белки составляет одну из отличительных особенностей клеточных форм жизни, принципиально отделяющих их от вирусов. Однако с открытием в 2003 году гигантских мимивирусов эта особенность была поставлена под сомнение. Огромные, по вирусным меркам, геномы мимивирусов содержат множество генов, кодирующих компоненты аппарата трансляции, такие как транспортные РНК и аминоацил-тРНК-синтетазы (ферменты, «заряжающие» транспортную РНК нужной аминокислотой).

Исследовательская группа Дидье Рауля (Didier Raoult) из университета Экс-Марсель (Франция) обнаружила в Бразилии двух новых представителей семейства мимивирусов (Mimiviridae), которые были названы тупанвирусами (Tupanvirus). Новые вирусы были найдены в экстремальных условиях обитания — океанских донных отложениях на глубине 3 тысячи метров и в соленом щелочном озере. Также как и остальные мимивирусы, тупанвирусы оказались паразитами амеб.

Тупанвирусы оказались обладателями самого длинного среди вирусов «хвоста» длиной до 550 нанометров. Вместе с «хвостом» вирусные частицы при этом достигали в длину 2,3 микрометра, а в среднем были 1,2 микрометра, то есть размером с кишечную палочку.

Геном тупанвирусов представляет собой линейную двуцепочечную ДНК размером около полутора миллионов пар оснований и кодирует от 1276 до 1425 предсказанных белков. Среди генов, найденных у этих вирусов, оказались 70 генов тРНК, 20 генов аминоацил-тРНК-синтетаз, 11 факторов трансляции, факторы созревания мРНК и модификации рибосомных белков. Кроме того, в геномах были обнаружены последовательности, напоминающие фрагменты генов рибосомной РНК, которых до сих пор у вирусов найдено не было. По сути, в геноме тупанвирусов для синтеза белка не хватает только генов рибосомных белков.

Зачем этим вирусам такой обширный аппарат трансляции, не совсем понятно. Вероятно, они пользуются им для компенсации клеточной машинерии своих хозяев, когда те экстренно «отключают» все системы для противовирусной защиты. Как показали авторы работы, тупанвирусы оказались способны паразитировать не только на амебах, в которых они были найдены, но и на других простейших, и скорее всего, в этом им помогает именно разнообразие генов аппарата синтеза белка.

Другой вопрос, который помогает прояснить открытие тупанвирусов, это происхождение вирусов, но в данном случае тупанвирусы скорее не проясняют, а запутывают историю. Основными гипотезами происхождения гигантских вирусов являются последовательное усложнение путем заимствования генов у хозяев, либо, наоборот, упрощение по мере приспособления к паразитизму. В прошлом году американские исследователи опубликовали анализ генома нового гигантского вируса — Klosneuvirus. По мнению ученых, большой геном этого вируса сформировался в результате «генного грабежа», то есть приобретения новых генов путем заимствования от разных хозяев. Однако, первооткрыватели тупанвирусов, около трети генов которых не похожи на гены никаких известных организмов, считают, что скорее предки гигантских вирусов были еще сложнее и в процессе перехода к паразитическому образу жизни часть генов потеряли.

Ранее группа Дидье Рауля

у мимивирусов собственных вирусов «второго порядка» (вирофагов) и систему противовирусной защиты. Интересно, что вирофаги сами также содержат паразитические генетические элементы.