Ученые обнаружили 30 000 новых вирусов, которые скрываются в ДНК микробов

Фото аренавируса под трансмиссионным электронным микроскопом. Исследователи считают, что эти вирусы могут быть полезны.

Фото: cdc.gov

Исследователи обнаружили ДНК более чем 30 000 вирусов, встроенных в геномы различных одноклеточных микробов. Они объясняют, что вирусная ДНК может позволить клетке-хозяину воспроизводить полные, функциональные вирусы.

Исследователи говорят, что эти вирусы не вызывают отторжения у их носителей, и могут быть полезными.

«Почему в геномах микробов обнаруживается так много вирусов, пока неясно. Наша самая убедительная гипотеза состоит в том, что они защищают клетку от заражения опасными вирусами», – Кристофер Беллас.

Жизнь на Земле представляет собой борьбу с вирусами, самыми многочисленными биологическими существами на планете, коллективно заражающими все формы жизни. Они очень разнообразны и используют множество разных тактик для эксплуатации своих носителей.

Независимо от споров о том, являются ли вирусы живыми существами, они, безусловно, встраиваются в жизнь других живых существ. Некоторые даже реплицируются, добавляя свою ДНК к клетке-хозяину, становясь частью ее генома. Когда это происходит в зародышевой клетке, это может привести к эндогенным вирусным элементам (EVE) или вирусной ДНК, передаваемой 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 множество вирусных фрагментов, а около 8 процентов генома человека состоит из ДНК древних вирусных инфекций. Авторы исследования объясняют, что большинство из них больше не работают и считаются «геномными окаменелостями». Исследования показывают, что EVE могут быть адаптивными для 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 погибают от гигантских вирусов. Если вирофаг уже обитает в клетке-хозяине, он может перепрограммировать гигантский вирус для создания вирофагов вместо того, чтобы реплицировать себя, 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 пишут, что до сих пор изучение EVE было сосредоточено в основном на животных и растениях, и удилялось мало внимания протистам (любым эукариотическим организмам, не являющимся животными, растениями или грибами), хотя они представляют большую часть эукариотического биоразнообразия на Земле.

Обнаружение тысяч новых вирусов, скрытых в ДНК микробов, не было первоначальной целью Белласа и его коллег, они планировали изучить новую группу вирусов, обнаруженных ими в водах Госсенкельзее, альпийского озера в австрийской земле Тироль.

Ученые обратились за помощью к Leo, высокопроизводительному компьютерному кластеру в Университете Инсбрука, который может эффективно анализировать огромные объемы данных. Заметив гены вирофагов и других вирусов во многих геномах микробов, исследователи решили продолжить расследование, используя Leo для систематического анализа всех общедоступных сборок геномов протистов.

Они обнаружили EVE, «спрятанные в повторяющихся, трудно собираемых областях одноклеточных эукариотических геномов», отмечая, что тысячи интегрированных вирусов у некоторых видов предполагают, что вирусы составляют значительную, ранее неизвестную полосу геномов протистов.