Считать ли вирусы живыми?

Судя по их белкам, вирусы возникли почти одновременно с древнейшими клетками и с тех пор развивались как самостоятельная группа.

Обычно, когда рассуждают о происхождении и развитии жизни на Земле, вирусы предпочитают держать в стороне: уж слишком их неклеточная организация расходится с представлением, что всякая жизнь – это, прежде всего, клетка. Существует вполне уважаемая гипотеза, согласно которой вирусы – всего лишь взбесившиеся молекулярные комплексы, которые по ходу развития жизни периодически формируются из обломков клеточных геномов. Однако есть и другая точка зрения, которая даёт вирусом звание четвёртого домена жизни, наряду с бактериями, археями и эукариотами.

Активными сторонниками «живых» вирусов выступают Густаво Каэтано-Анольес (Gustavo Caetano-Anollés) и его коллеги из Университета Иллинойса. Выводы учёных основываются на эволюционной картине родства разных групп жизни относительно друг друга. Обычно развитие и происхождение того или иного вида оценивается по его ДНК: гены разных видов, отрядов, семейств и т. д. сравниваются друг с другом, и в итоге становится примерно ясно, кому сколько лет и кто чей родственник. Самые-самые древние гены есть обычно у всех организмов, от бактерий до человека, и чем моложе вид, тем больше у него попадается генетических «инноваций».

Однако на сей раз исследователи решили искать не в ДНК, а в белках, в пространственном строении белковых молекул. Давно известно, что каждый вид белков обладает уникальной 3D-структурой, которая в конечном счёте определяет его свойства и функции. Но трёхмерный портрет молекулы слагается из разных «кирпичей», или, лучше сказать, строительных блоков – структурных мотивов. Полипептидная цепь одним своим фрагментом может быть свёрнута так, другой фрагмент уложен как-то иначе и т. д., и такие структурные мотивы повторяются у разных белков. Однако в сумме они дают уникальную архитектуру, которая может быть похожа на другие, но всё-таки является индивидуальным портретом конкретного белка.

По словам авторов работы, такие структурные мотивы могут быть настоящими живыми ископаемыми, которые без изменений существуют миллионы и миллиарды лет, путешествуя от белка к белку. И в случае с вирусами они могут быть намного более надёжными свидетелями эволюции, нежели ДНК или РНК. Вирусные геномы мутируют чрезвычайно быстро, и в них очень трудно вычленить среди моря мутаций такие, которые бы указывали именно на эволюционное сходство или разницу между вирусными группами. Нуклеиновые кислоты допускают большую степень изменчивости, однако на уровне белковой молекулы эти изменения в ДНК нивелируются, чтобы самое важное – пространственная укладка белковой молекулы – осталось неизменным.

 Исследователи проанализировали все известные структурные мотивы беловых молекул на примере более чем 5 000 видов организмов, среди которых было 3 460 вирусов. В результате удалось найти 442 белковые укладки, общие для вирусов и для клеточных форм; ещё 66 мотивов оказались уникально-вирусными. В статье в Science Advances авторы строят новое древо жизни, но уже с вирусами, которые, как они полагают, произошли от древнейших клеток. Видимо, вирусные клеточные предки обладали сегментированным РНК-геномом (то есть состоящим из нескольких фрагментов РНК), кусочки которого вирусы могли вынести наружу, обернув для защиты белками.

Двумя годами ранее Каэтано-Анольес с сотрудниками опубликовали в BMC Evolutionary Biology другую статью на ту же тему, с акцентом на гигантские вирусы, вроде мимивируса, чей геном превосходит по объёму информации некоторые геномы  клеточных организмов. Любопытно, что у мимивируса зачем-то есть гены, необходимые для синтеза белка (как известно, у вирусов нет своего белок-синтезирующего молекулярного аппарата, они пользуются мощностями заражённой клетки). В той работе была высказана гипотеза, что в далёком прошлом все вирусы были гигантскими и обладали гораздо более обширными геномами, чем мы видим у большинства из них сейчас. То есть неклеточность, которая так смущает биологов, вполне могла быть обычным движением от сложного к простому, как это можно видеть на примере эволюции паразитов. Что же до отсутствия у современных вирусов самостоятельно удваивать свой генетический материал и вообще размножаться, то здесь можно вспомнить про некоторые грибы и бактерии, которые не могут жить вне хозяйской клетки – вирусы похожи на них, хотя у бактерий и грибов есть собственные инструменты для манипуляций с ДНК, РНК и т. д.  

 В общем, если судить по вирусным белкам, то окажется, что вирусы не только встроены в общий путь развития жизни, но и появились на свет где-то у его истоков. И, что самое главное, обладали собственной эволюцией, развиваясь, как единая группа. Необходимо подчеркнуть, что речь идёт не том, являются ли вирусы живыми – то есть соответствуют ли они некоему предначертанному идеалу живого.

 Исследователи лишь выясняют, можно ли называть их так, то есть в каких связях с уже имеющейся жизнью они находятся, развивались ли в её русле или представляют какой-то странный вид существования материи. Пока что известно менее 4 900 вирусов, хотя по некоторым оценкам их насчитывается более миллиона видов (при всей сомнительности термина «вид» в применении к вирусам), так что дальнейшие открытия здесь могут добавить гипотез относительно того, что такое вирусы и как они появились на Земле.   

Newsland.ru

Комментарии пользователей:
Еще никто не комментировал. Вы будете первым!

А Вы что думаете?

Вы можете оставлять комментарии анонимно, или войти на сайт через open ID и использовать любой из ваших существующих аккаунтов (Mail.ru, Вконтакте и т.д.).
Ваше имя:
Контрольное число:
Отправка..
Комментарий:
Другие новости раздела:
У берегов Чили найден самый большой вирус | Конец света в новостях
Биологи обнаружили самый большой из известных на настоящий момент вирусов. Его анализ позволил установить, что гигантские вирусы, скорее всего, произошли от одноклеточных организмов. Новый вирус, обнаруженный недалеко от побережья Чили, получил имя Megavirus chilensis. Его геном содержит 1 миллион ..
2011-10-12
4806
5
Гигантский вирус озадачил исследователей | Конец света в новостях
Известный датский морской биолог Том Фенчель (Tom Fenchel) даже и не подозревал, что выпускает в мир чемпиона, когда в 1955-м году, сидя вместе со своими студентами в кафетерии родного города Ренберг, придумывал для только что открытого им морского жгутиконосца имя Cafeteria roenbergensis. Тем более, ..
2010-10-26
3852
0
Всю историю вирусных инфекций человека научились видеть по одной капле крови | Конец света в новостях
Микробиологи представили новую технологию VirScan, которая позволяет по одной капле крови определить все вирусы, с которыми человек сталкивался на протяжении своей жизни. О VirScan сообщает журнал Science. Новая технология представляет собой мощный и недорогой (25 долларов) инструмент для изучения ..
2015-06-05
1686
Ученые будут изучать озеро Восток | Конец света в новостях
Одним из главных грядущих научных событий, наравне с запуском Большого адронного коллайдера, станет бурение антарктических льдов, которое позволит ученым добраться до сокрытого миллионы лет озера Восток. Озеро Восток расположено на шельфе Антарктиды под ледяным панцирем толщиной ..
2012-09-17
3413
1
Древний вирус с Колымы оживят французские ученые | Конец света в новостях
Французские ученые собираются вернуть к жизни гигантский вирус, обнаруженный в вечной мерзлоте под Колымой. Специалисты планируют разморозить Mollivirus sibericum возрастом около 30 тысяч лет и выяснить, способен ли он причинить вред животным или человеку. Об этом со ссылкой на журнал Proceedings of the National ..
2015-09-09
1547
Пол будущего ребенка оказался зависимым от вирусов | Конец света в новостях
Пол ребенка (у человека и других млекопитающих) определяет вирус, который попал в геном этой группы животных всего полтора миллиона лет назад. К такому выводу пришли ученые из Йельского университета, авторы статьи в журнале Nature.«Такие вирусы позволяют геному млекопитающих ..
2016-03-31
1779
В сибирской мерзлоте обнаружен спящий гигантский вирус | Конец света в новостях
Группа ученых из Франции и России обнаружила в вечной мерзлоте в Сибири новый тип гигантского вируса, которому дали название Mollivirus sibericum. Об этом сообщило агентство Франс Пресс. Образец был найден российскими специалистами на северо- востоке Сибири в пробах грунта. По оценке ..
2015-09-09
1936
Астрономы обнаружили пирамиду на Марсе | Конец света в новостях
Недавно был обнаружен странный объект на поверхности Марса. Снимок этого образования вызвал множество вопросов. Данное образование имеет форму пирамиды с правильным многоугольником в основании. Что говорит об искусственном его происхождении. Данный факт можно считать необычным, потому что это образование ..
2011-01-11
11319
9
Человечество атакуют вирусы с необитаемых земель | Конец света в новостях
Несмотря на то, что медикам приходится сталкиваться со все большим числом инфекций, диагностические возможности не отстают от вызовов природы. Об этом, как передает корреспондент Федерального агентства новостей, заявил в ходе онлайн-конференции в Москве главный инфекционист столицы Николай Малышев. «В настоящее время насчитывается ..
2015-06-03
1793
Гигантские вирусы назвали четвертой ветвью жизни | Конец света в новостях
Ученые из Марселя обнаружили у гигантских вирусов геномные кассеты CRISPR, связанные с защитной функцией и наблюдаемые ранее у прокариот. Это, по мнению специалистов, позволяет отнести вирусы с CRISPR к промежуточным формам жизни (между бактериями и вирусами). Исследование опубликовано в журнале ..
2016-03-01
1240
Ведущие ученые обвинили вирусы и бактерии в болезни Альцгеймера | Конец света в новостях
Причиной болезни Альцгеймера могут выступать вирусы — например, герпес. С таким заявлением выступил в редакционной статье журнала Journal of Alzheimer's Disease 31 ведущий специалист планеты. Ученые требуют немедленного проведения широкомасштабных исследований о связи бактерий и вирусов с данной ..
2016-03-09
1277
Кьюриосити не нашел метана в атмосфере Марса | Конец света в новостях
В марсианской атмосфере не обнаружен метан: об этом объявлено на сайте аэрокосмического агентства NASA. Нахождение этого газа могло бы подтвердить, что на Марсе некогда существовала жизнь, но предварительные результаты анализов, проведенных марсоходом "Кьюриосити", свидетельствуют, что метан может присутствовать в атмосфере ..
2012-11-3
4281
0
Пермский хакер получил год тюрьмы за распространение вирусов | Конец света в новостях
Cуд Индустриального района Перми приговорил к году заключения местного 25-летнего хакера, сообщает в пятницу, 27 марта, официальный сайт МВД России. Молодой человек задержан в ходе спецоперации полиции и регионального ФСБ. Установлено, что с конца 2011 по октябрь 2013 года он распространял ..
2015-03-27
1663
Мировой океан покрывает пластик | Конец света в новостях
Ученые из Института Альфреда Вегенера вместе с британскими и чилийскими коллегами обнаружили, что пластик, загрязняющий океаны, создает огромную массу микрочастиц, которые являются новой, пока еще малоизученной угрозой для морских экосистем и человека. Рост глобального производства пластмасс, которые ..
2012-04-23
3504
0
Чужие: как вирусы, бактерии и гены меняют разум человека | Конец света в новостях
Если вы всегда боялись, что пришельцы вас похитят или захватят ваш разум, то для вас есть новость. Ваш мозг уже контролируют чужеродные организмы, меняющие поведение, настроение и эмоции. Ученые заявляют: современный человек - это не индивидуум. Утверждение о том, что разум и мозг функционируют как единая система, без внутренних противоречий ..
2016-01-19
1633