Вирусы: Скорее друзья, чем враги

Грибки могут существовать очень долго – до 2400 лет (возможно, внутри египетских пирамид?). Они образуют споры, что делает их самыми долгоживущими видами организмов на планете и, вероятно, вообще везде. У них наблюдается устойчивость к радиации, высокому давлению, невесомости, высоким и низким температурам. Возможно, они существуют на планете последние 1,5 млрд лет. Споры были «запаяны» в янтаре 30 млн лет, и недавно некоторые из них оживили, если это утверждение соответствует правде. Некоторые скептики этому просто не верят и подозревают, что это могло быть результатом контаминации в лаборатории. На борт космического корабля «Аполлон-12», отправленного на Луну, случайно попали споры, оказавшиеся в коробке из пенополистирола. Они вернулись в целости и сохранности, несмотря на воздействие на них невесомости и космических лучей, которые, как известно, оказывают мутагенное действие на генетический материал.

Еще в 1966 г. для секвенирования выбрали пекарские дрожжи, поскольку в их небольшом геноме содержится всего 13 млн нуклеотидов. Публикация об этом называлась «Жизнь с 6000 генов» (у нас 20 000 генов). Эти 6000 генов распределены по 16 хромосомам. Пекарские дрожжи и человек имели общего предка, но разошлись в развитии примерно 1 млрд лет назад, однако и сейчас у нас несколько тысяч схожих генов. Около 25% генов пекарских дрожжей родственны генам человека. Поэтому дрожжи использовали в качестве модели эукариотов. Онкоген Ras, известный по ретровирусам, имеет родственника в геноме дрожжей; его охарактеризовали и выявили некоторые различия. В настоящее время гены дрожжей один за другим заменили почти на 500 генов человека в новой области исследований, называемой синтетической биологией. Несмотря на существенное различие последовательностей, было установлено, что они выполняют аналогичные (ортологические) функции в цепочках метаболических путей. Это удивительно. Дрожжи будут использоваться в качестве «микролаборатории» для производства продуктов питания, препаратов (в частности, таксола, показанного для лечения рака молочной железы, или артемизина от малярии) или ароматических веществ, таких как ванилин. В будущем можно будет «гуманизировать» дрожжи путем замены всех метаболических путей для получения соединений, анализа и скрининга потенциальных лекарств и использовать их, а не на мышей или людей! Это было бы просто и быстро. У дрожжей есть ряд преимуществ по сравнению с бактериями; кроме того, это более безопасно, их компоненты легче выделить, и возможен выход на промышленные масштабы.

Вирусы грибков  довольно неактивны и никогда не покидают хозяина, у них нет белковой оболочки, и они с трудом реплицируются, полагаясь скорее на деление клетки-хозяина. Свободные вирусные частицы вне клеток встречаются редко или не существуют вообще. Внеклеточное существование для них нехарактерно, и они постоянно находятся внутри клеток. Грибки могут переносить вирусы без репликации. Одноклеточные пекарские дрожжи инфицируются , содержащими, как следует из их названия, РНК. Это небольшие вирусы, по размеру в два раза меньше полиовирусов и пикорнавирусов, которые содержат 2900 нуклеотидов .

У клеток грибков все это есть: последовательности генов от предыдущих инфекций, индуцированных ретровирусами, транспозонами, Ty-элементами (в аббревиатуре «y» обозначает грибок – yeast). Элементы Ty1–Ty5 – ретротранспозоны, при этом Ty очень похожи на ретровирусы (), аналогично транспозонам у насекомых, в частности  у мух и растений. Возможно, элемент Ty, содержащийся в дрожжах, попал в клетки предшественников их нынешних хозяев, насекомых и растений, путем горизонтального переноса генов. Ту5 – модель для исследования архитектуры теломер, при этом у них на концах хромосом есть структуры, родственные обратной транскриптазе, и соответствующий механизм интеграции (см. главу 3). В соответствии с одной из трактовок транспозируемые элементы в дрожжах являются предшественниками ретровирусов – такое предположение было выдвинуто в 1980-х гг. одним из открывателей обратной транскриптазы Хоуардом Темином. А может быть, наоборот, дегенеративными ретровирусами?