Вируси са се научили да управляват обмяната на веществата на своите жертви

Молекулярни биолози от САЩ са открили множество вируси, които не само могат да се размножават вътре в клетките на водорасли, но и да манипулират тяхната обмяна на вещества. Това изтрива поредната граница между живите организми и неживите вируси, които паразитират в тях, пишат изследователите в публикуваната от тях статия в списанието Nature Communications.

Наскоро в публикацията „Имат ли вирусите съзнание? Какво е известно на науката за тяхното странно поведение“ ви запознахме, че вирусите, които не се хранят, предвижват и размножават самостоятелно, могат да общуват, да се кооперират и да се маскират, което граничи с наличието на разум, характерен за живите същества.

Ново откритие на учени от Технологичния институт на Вирджиния практически изтрива границата между живите същества и вирусите, които паразитират в тях.

“В миналото ние мислехме, че между гените на вирусите и тези на живите клетки има малко общи черти. Сега ние достигнахме до момента, когато можем да кажем, че има съвсем малко количество уникални гени, които можем да открием само във вирусите или само в клетките. Оказа се, че те си приличат много повече, отколкото ние очаквахме“ – разказва Франк Ейлуърд, доцент от Технологическия университет на Вирджиния и един от авторите на изследването.

В последните години биолозите откриха множество вируси, които се отличават с необичайно големи размери. Като правило, тези частици са на порядък по-големи от повечето други вируси, а геномът им по дължина и степен на сложност почти не отстъпва на ДНК на живите организми, в които те паразитират.

Най-интересната особеност на тези вируси се състои в това, че подобни гигантски вируси (Nucleocytoplasmic large DNA viruses – NCLDV), както ги наричат учените, се намират на силно размитата граница между живите организми и вирусите.

Проблемът е в това, че в генома на NCLDV има не само „инструкции“ за това как да преодоляват защитата на клетките и да се размножават вътре в тях, но и гените, които са свързани с производството на различни протеини, не са директно свързани с размножаването на вирусите. По-рано учените смятаха, че тази особеност е характерна изключително за живите същества, но не и за вирусите.

Иследването на границата между живите организми и вирусите е била основната задача, стояща пред екипа под ръководството на Ейлуърд . За тази цел те много подробно са изучили генетичното разнообразие на гигантските вируси NCLDV , които поразяват морските водорасли.

Вируси-диригенти

За целите на изследването учените са събрали геноми на всички представители от групата на NCLDV, които паразитират във водораслите, сравнили ги един с друг и отделили най-интересните участъци в геномите им, които нямат аналози в другите типове вируси.

Анализът показал, че при по-голямата част от 500-те вируса, изучавани от Ейлуърд и неговите колеги, се наблюдава не само класическия набор от гени, необходими за тяхното размножаване, но и големи сегменти от ДНК, предназначени за управление на обмяната на веществата на водораслите. Още повече, че в геномите на някои вируси учените намерили почти пълни вериги от гени, които отговарят за разпадането на молекулите на глюкозата и на други важни вещества при метаболизма на живите организми.

Но най-интересното е, че тези фрагменти на ДНК не са попаднали случайно във вирусите. Както установили изследователите, те съществуват в генома на вирусите вече много милиони години. За този продължителен период гените от тези фрагменти не са изпаднали в състояние на негодност въпреки натрупаните мутации. Както обяснява Ейлуърд, това означава, че подобни гени играят важна роля за оцеляването и разпространението на тези гигантски вируси.

Този факт за пореден път показва, че много представители на NCLDV могат директно да управляват обмяната на веществата на своите жертви. Вирусът не само използва водораслите в качеството на фабрика по производство на негови нови собствени копия, но поема водораслите под пълен свой контрол.

„Когато вирусът проникне в клетката, ние повече не можем да я разглеждаме като автономен организъм. Фундаменталните аспекти на нейната жизнена дейност се променят в резултат на нейното заразяване. С други думи, въпреки че не можем да наричаме вирусите живи същества, те играят важна роля в баланса на хранителните вещества и работата на всички екосистеми на света“ – резюмира Ейлуърд.