Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Открытие мимивируса акантамебы побудило вирусологов заново исследовать разнообразные экосистемы в поисках подобных вирусов. Методами вирусной метагеномики обнаружить их не удалось, но этому есть простое объяснение. Во всех прежних поисках вирусов в окружающей среде пробы предварительно пропускали через фильтры с размером пор в 0,2 микрона. В конце концов, того требовало каноническое определение вируса. Хозяевами первого мимивируса оказались простейшие, такие как акантамеба, поэтому ученые в первую очередь принялись исследовать водные экосистемы. От миллиона до триллиона вирусных частиц, которые обычно обнаруживаются в фильтратах океанической воды, не были гигантскими вирусами, поэтому потребовалось более пристальное изучение. Первое указание на то, что океаническая вода может быть богатым источником новых гигантских вирусов, появилось после повторного анализа проб, собранных во время экспедиции «Сорсерер-2», в ходе которой ученые не ограничились размером фильтра 0,2 микрона (Rusch et al., 2007). Большая часть нуклеотидных последовательностей, собранных учеными, была обнаружена во фракции морской воды, пропущенной через фильтр с порами 0,8 микрона. Эти последовательности задерживались фильтром с порами 0,1 микрона. Большая часть этих последовательностей ДНК имела бактериальное происхождение, но в 3 % случаев ДНК имела вирусное происхождение (Williamson, Rusch et al., 2008). Повторный анализ этого большого набора данных (в нем оказалось 4,9 миллиарда связанных нуклеотидов) позволил выявить множество генных последовательностей, которые прежде считали темной материей, и, как оказалось, эти последовательности были сходными с последовательностями генома мимивируса (Monier, Claverie, Ogata, 208). Очень скоро ученым удалось идентифицировать множество сородичей мимивируса (Colson et al., 2012). Это были мамавирус, терра-2, муму, курдо-11 и самый крупный из обнаруженных к тому времени вирусов Megavirus chilensis. В этом обнаруженном у берегов Чили вирусе культивированном в организме пресноводной амебы, был обнаружен геном величиной 1,25 миллиона пар оснований, кодирующий 1120 белков. Более дальний родственник, названный Кро-V (Cafeteria roenbergensis virus), был обнаружен в представителе морского зоопланктона Cafeteria roenbergensis. Совместное культивирование проб воды с различными видами акантамеб было продолжено, благодаря чему были обнаружены новые гигантские вирусы: Marseillevirus был обнаружен в воде башенного охладителя в Париже, а Lausanevirus – в пробах воды из реки Сены. Стало очевидно, что гигантские вирусы одноклеточных эукариот обильно представлены во всех наших экосистемах.

Ученые, идентифицировавшие чилийский мегавирус, обнаружили его в столбе океанской воды. После этого они решили исследовать также и отложения морского дна, предположив, что в них концентрация потенциальных эукариотических клеток-хозяев будет выше. В 2013 году ученые опубликовали отчет о полученных результатах (Philippe et al., 2013): они обнаружили два новых «пандоравируса», которые были выделены из донных морских отложений в прибрежных водах Центральной Чили, а также из отложений пресноводного водоема в Австралии. Геномы включали 1,9 и 2,5 миллиона пар оснований, что больше геномов некоторых паразитирующих эукариот; больший из этих двух вирусов – Pandoravirus Salinas кодирует 2500 белков. Поразительно, но 93 % из них – это темная материя. Ни один из этих вирусов предполагаемого нового рода не имел никакого филогенетического сходства с вирусами других семейств, включая Mimiviridae. Эти наблюдения замечательны, но одновременно и очень полезны, ибо проливают свет на скудость наших знаний о мире вирусов и микроорганизмов.

Вирофаги: блоха на блохе