Открытие медузавируса дает ключ к разгадке эволюции более сложной жизни. Статья, опубликованная в Журнале вирусологии ранее в этом году, вызвала бурю эмоций из-за способности медузавируса превращать амебу в «камень». Однако более важным открытием является возможная связь между медузавирусом и эволюцией сложной жизни. Токийский университет науки выпустил видео и инфографику, объясняющие это явление.
Группа ученых под руководством вирусолога Масахару Такемура из Токийского научного университета и Хироюки Огата из Киотского университета в Японии обнаружила гигантский вирус, который, подобно мифическому монстру Медузе, может превращать почти амебу в камнеподобную киста. Этот вирус, выделенный из горячих источников в Японии и получивший одноименное название медузавируса, поражает вид амебы, известный как Acanthamoeba castellanii, и вызывает у него твердую каменистую оболочку.
В случае медузавируса ученые обнаружили, что репликация ДНК происходит в ядре амебы-хозяина, и наблюдали доказательства обмена генетической информацией между хозяином и вирусом по мере их совместной эволюции. Они также обнаружили, что гигантский вирус содержит в своем древнем геноме некоторые из сложных белков, которые составляют строительные блоки эукариотических организмов, таких как животные, растения и люди. Понимание присутствия этих белков в геноме вируса может помочь ученым решить некоторые из самых сложных вопросов о нашем происхождении. На самом деле, «геномные исследования гигантского вируса показывают, что, вероятно, существует связь между медузавирусом и происхождением эукариотической жизни», - говорит профессор Такемура из Токийского научного университета.
Вирус не имеет необходимого «механизма» для репликации. Он делает это внутри своей клетки-хозяина, высвобождая свой геном и «захватывая» механизмы клетки. Когда вирус проникает в организм, он использует некоторые гены хозяина, чтобы размножаться. Это может оставить след, как отпечаток пальца, в ДНК хозяина, который затем передается из поколения в поколение. Хозяин также взаимодействует с вирусом, и вирус принимает новые последовательности, которые сохраняются во времени. Хозяин и вирус развиваются совместно, и именно эта «совместная эволюция» находится в центре внимания этого глубокого исследования.
Вирусы классифицируются на основе их генетических характеристик, то есть того, как они генерируют мРНК для производства белков и генетического материала. Медузавирус представляет собой ядерно-цитоплазматический вирус с большой ДНК, который принадлежит к группе недавно открытых эукариотических вирусов с большими и сложными двухцепочечными ДНК (дцДНК) геномами. Он интересен тем, что, в отличие от большинства вирусов, содержит гены, кодирующие белки, участвующие в упаковке ДНК. Медузавирус имеет полный набор гистонов, представляющих собой белки, которые эволюционировали, чтобы удерживать ДНК внутри ядра и регулировать экспрессию генов. Это особенно странно, если учесть, что у вирусов нет ядра; это может означать, что в ходе коэволюции вирус мог приобрести гены, кодирующие эти гистоны. С учетом этих результатов данное исследование также утверждает, что медузавирус представляет собой совершенно другое семейство вирусов.
Когда медузавирус превращает амебу в камень, он делает это, похищая клетку прямо из ее ядра. Вирус переносит свою ДНК для инициации репликации и использует собственную ДНК-полимеразу (фермент, синтезирующий ДНК) и гистоны, но в целом он полагается на хозяина для завершения процесса. Результаты эволюционного анализа, проведенного авторами, позволяют предположить, что на древе эволюции ДНК-полимераза медузавируса лежит в основе ДНК-полимеразы, обнаруженной у эукариот. Как говорит один из авторов, доктор Генки Йошиква из Киотского университета, это может означать, что наша ДНК-полимераза «вероятно произошла от медузавируса или одного из его родственников».
К счастью, медузавирус не превратит нас в камень в ближайшее время.