Вся экология | Реклама | Что такое экология? | О нас | Подписка | RSS

Вся экология | Экологические новости



Опубликовано 15/01/2018, в 16 ч. 19 мин., 774 просмотров

Гигантские вирусы: какие существа скрываются в вечной мерзлоте

© РИА Новости / В. Павлов

Недавно в вечной мерзлоте нашли и активировали гигантские вирусы возрастом в несколько десятков тысяч лет. Заражают они только амеб, но, как знать, не оттает ли в Арктике, которая теплеет быстрее других регионов планеты, что-то более зловредное.

Слишком крупные

Вирусы — это крошечные микроорганизмы, не видимые в обычный микроскоп и проникающие сквозь стерилизационные фильтры. Их открыл русский ученый Дмитрий Ивановский более ста лет назад. Однако в наше время эти представления пришлось уточнить. Ученые выявили вирусы размером в микрометр и больше. Их назвали гигантскими — они уже видны в оптический микроскоп.

Исследователи признают, что заметить гигантские вирусы ранее препятствовал "эпистемологический барьер": все, что крупнее 0,3 микрометра, априори относили к бактериям. Вот почему гигантский мимивирус, выделенный из канализационных стоков в английской больнице, где лежали больные во время вспышки пневмонии 1996 года, идентифицировали, собственно, как вирус только в 2003-м.

В 2014 году два семейства гигантских вирусов обнаружили в образцах грунта из вечной мерзлоты, добытых на северо-востоке Якутии. Им 30 тысяч лет.

"В нашей лаборатории мы изучали амеб и других протистов, сохраняющихся в вечной мерзлоте. Когда открыли гигантские вирусы, французские ученые предложили нам сотрудничать и поискать эти организмы в Сибири", — рассказывает Любовь Шмакова, старший научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН.

Эти существа назвали питовирусами (Pithovirus sibericum) и молливирусами.

Любовь Шмакова держит керн мерзлой породы © Фото : Любовь Шмакова / ИФХиБПП

Богатый вирусный геном

Сейчас известны четыре семейства гигантских вирусов — мимивирусы, пандоравирусы, питовирусы и молливирусы. Все они заражают акантамеб — обитающих в почве одноклеточных. Найденный в мерзлоте питовирус — самый крупный, его длина 1,5 микрометра.

Питовирус в клетке зараженной амебы, снимок сделан при помощи электронного микроскопа © Julia Bartoli and Chantal Abergel, IGS and CNRS-AMU

Содержимое вируса завернуто в своеобразный складчатый конверт толщиной 60 нанометров, изнутри выложенный липидами. Чтобы проникнуть в амебу, питовирус мимикрирует под бактерию. Когда он оказывается внутри клетки, в его оболочке открывается отверстие, липидная мембрана разрывается, образуя канал, по которому содержимое вируса выдавливается в цитоплазму жертвы. В результате в амебе возникает что-то вроде фабрики по репликации копий полноценных вирусов.

Удивительно то, что "фабрики" могут быть атакованы частичками тех же самых гигантских вирусов — вирофагами. Первые из обнаруженных вирофагов назвали русским словом "спутник" (Sputnik), имея в виду, что они всегда сопровождают вирус, словно орбитальные аппараты планету. У спутников есть собственный крохотный геном, кодирующий 21 белок. Попав на "фабрику" с ее ресурсами, вирофаг впрыскивает белки и размножается. То есть это паразит внутри паразита.

Мимвирус (красный) и его вирофаг "спутник" (зеленый) размножаются в акантамебе © Фото : URMITE/ Christelle Desnues

У обычных вирусов очень маленький, редуцированный до минимума геном, содержащий несколько сотен тысяч пар оснований. Ведь все необходимое для жизнедеятельности и размножения они берут от организма-хозяина. Геном же гигантского вируса довольно большой. К примеру, у пандоравируса 2770 тысяч пар оснований и 2556 генов, кодирующих белки. Причем, функции 2155 из них неизвестны. Для сравнения — у обычных вирусов вообще нет белков. Из-за этого ученые одно время считали гигантов чем-то ближе к клетке. Однако их главное отличие неоспоримо: у них нет рибосом и РНК, они не синтезируют АТФ и не размножаются делением. Так что и спустя полвека критерии, по которым определяют вирусы (предложенные, кстати, Андре Львовым, французским микробиологом русского происхождения), не удалось поколебать.

"Мы открыли только два семейства гигантских вирусов в вечной мерзлоте и теперь продолжаем поиск. Еще остается много вопросов: например, насколько разнообразны эти организмы, каким образом они сохраняются в земле", — поясняет исследовательница.

Сородич или конкурент

Богатый геном гигантских вирусов озадачил ученых и вызвал дискуссию об их происхождении. Согласно одной из гипотез, у вирусов не было общего предка, они произошли от неких протоклеточных форм, которые более трех миллиардов лет назад конкурировали с последним универсальным общим предком (Last universal common ancestor, или LUCA), от которого произошли все живые существа. Эти протоклетки проиграли LUCA, но не исчезли со сцены, а приспособились паразитировать на его потомках.

 

Невероятно, но факт: замерзшие десятки тысяч лет назад гигантские вирусы удалось реанимировать. Причем в качестве наживки ученые использовали современных амеб. Кстати, их древних предшественников Любови Шмаковой удалось оживить еще в 2005 году.
Гигантские вирусы сохранились до наших дней. Ученые описывают все больше их современных представителей не только в акантамебах, но и в других протистах.

Опасны ли древние микробы

Гигантские вирусы вновь обострили вопрос об опасности древних инфекций. В статье "Re-emerging infectious diseases from the past: Hysteria or real risk?" ("Воскрешение инфекционных заболеваний прошлого: истерия или реальный риск"), одним из соавторов которой выступил первооткрыватель питовируса Жан-Мишель Клаверье (Jean-Michel Claverie) из Марсельского института микробиологии, ученые напомнили о вспышке сибирской язвы, случившейся в 2016 году на Чукотке, после того как оттаяли скотомогильники столетней давности. Вдруг и древний вирус вызовет эпидемию? Ведь мы до сих пор не знаем, почему вымерли неандертальцы — может, и от инфекции. И произошло это как раз примерно 30 тысяч лет назад. Если так, то по мнению авторов работы, оживший микроб может быть для нас еще более опасен, поскольку мы с ним никогда не контактировали. Впрочем, подхватить гигантский вирус из мерзлоты людям не грозит, уверяют ученые, поскольку он поражает только амеб.

"Если рассуждать здраво, то риск минимален, — заключает Шмакова. — Представьте себе, что мерзлота оттаивает каждое лето и все ее содержимое попадает в природу. Да и люди в тех местах, где нашли гигантские вирусы, тогда не жили, поэтому вряд ли там есть микробы, опасные для нас. В любом случае говорить об этом сейчас можно только гипотетически".

Какие еще тайны скрывает вечная мерзлота Сибири © Фото : Любовь Шмакова / ИФХиБПП







Источник




Комментарии

Наш опрос

Популярные новости:

Архив новостей:

Экопортал не гарантирует достоверность материалов. Позиция Экопортала не всегда может совпадать с позицией, изложеной в материале. Экопортал не несет ответственности за какие-либо ошибки, также за какие-либо действия, предпринятые на основании этих материалов.

© ECOportal 2002-2018 гг.

Вся экология: Новости, Архив новостей, Пресс-релизы, Экспорт новостей, Каталог организациий, Экологические ссылки, Добавить ссылку, Календарь событий, Добавить событие в календарь, Статьи, Книги, Рефераты, Законы и документы, Составы отходов, Экологический словарь, Доска объявлений, Голосования, Реклама на сайте, Рассылка, RSS, Обучение

Авторские права на материалы принадлежат Всероссийскому Экологическому порталу, за исключением тех, где явно указан автор. При полном или частичном цитировании всех материалов ссылка на Всероссийский Экологический портал обязательна. Все предложения по работе сайта отправляйте на электронный ящик администратора.

RSS лента
Rambler's Top100
Rambler's Top100