Новые исследования показывают, что вирусы могут передавать гены организмам, которые они, как известно, не заражают, включая организмы в разных надцарствах или доменах. Исследование, опубликованное в открытом доступе в журнале Frontiers in Microbiology, также обнаружило, что вирусы и клеточные организмы имеют общую большую группу генов, которые помогают клеткам функционировать, предполагая, что вирусы могут иметь древнее клеточное происхождение.
Вирусы иногда могут заражать очень разные организмы в течение своего жизненного цикла, такие как комары и люди в случае вируса Зика. Вирусы также могут переходить от одного вида к другому, например, от птиц к человеку в случае птичьего гриппа. Однако не обнаружено ни одного вируса, способного заражать организмы из разных надцарств - высших уровней жизни, также известных как домены.
«Обычно мы ассоциируем вирусы с очень специфическими организмами-хозяевами, и мы не знаем ни одного вируса, который, например, может заражать как бактерии, так и человека», - объясняет Аршан Насир из Института информационных технологий COMSATS, Пакистан. и Университет Иллинойса, США, и один из авторов исследования. «Границы вирус-хозяин имеют смысл, поскольку организмы, разделенные большими эволюционными расстояниями, резко различаются по своей клеточной биологии. Это затрудняет успешную репликацию вируса в двух очень разных средах».
Тем не менее, Насир и его коллеги подозревали, что между такими отдаленными видами могут происходить скачки, не обязательно связанные с вирусной инфекцией. «В дополнение к заражению и уничтожению клеток вирусы также могут вставлять свои гены в клеточную ДНК», - говорит Насир.«Поэтому мы предположили, что вирусы могут взаимодействовать безвредными способами для обмена генами между отдаленно родственными организмами».
Чтобы исследовать такой обмен вирусными генами, Насир и его коллеги изучили белковые структуры, обнаруженные во всех известных вирусах и клеточных организмах. Ища белковые структуры, которые конкретно связаны с вирусами или клетками, исследователи смогли обнаружить гены вирусного происхождения в клеточных организмах и гены клеточного происхождения в вирусах.
Удивительно, но отличительные вирусные гены были обнаружены не только в предполагаемых организмах-хозяевах, но и во всех видах, в том числе из разных надцарств. Например, исследовательская группа обнаружила примеры, когда вирусы, которые, как считалось, заражают только бактерии, вероятно, передавали гены сложным организмам, таким как растения и животные. Это говорит о том, что вирусы могут передавать гены организмам, которые резко отличаются от их обычного хозяина, и что они могут влиять и взаимодействовать с гораздо более широким кругом организмов, чем считалось ранее.
Команда также обнаружила доказательства того, что вирусы и клеточные организмы имеют общую группу белковых структур, которые помогают клеткам функционировать. Это немного удивительно в случае с вирусами, поскольку они не являются клетками и не нуждаются в этих белках. Одна интригующая возможность состоит в том, что вирусы могли первоначально развиться из примитивных клеток, и эти белки когда-то были полезны во время их древнего происхождения.
Насир считает, что результаты могут изменить наши представления об отношениях вирус-хозяин. «Исследование показывает, что понятие «вирус-хозяин» довольно размыто, поскольку вирусам не обязательно нужно убивать клетку, чтобы взаимодействовать с ней», - говорит он. «Мы должны рассматривать вирусы как источник новых генов, которые могут приобретать клеточные организмы, а не обязательно только как источник болезней».