Исследователи из Института биологии Общества Макса Планка в Тюбингене (Германия) совершили прорыв в понимании жизни гигантских вирусов. Они способны не просто заражать хозяина, а годами находиться в спящем состоянии внутри его генома — и пробуждаться строго в нужный момент. Результаты работы опубликованы в Nature Microbiology.
Специалисты изучали бурую водоросль Ectocarpus — модельный организм для исследования многоклеточных форм жизни. В ее геноме обнаружили полные и неповрежденные последовательности гигантских вирусов — так называемые гигантские эндогенные вирусные элементы (ГЭВЭ). Эти элементы оказались не просто «окаменелостями» прошлого заражения: они способны производить инфекционные вирусные частицы.
Это не геномные окаменелости. Они активны, регулируются и могут передаваться. Вирус фактически прижился в геноме хозяина и нашел способ передаваться из поколения в поколение.
Пробуждение спящего вируса не происходит случайно: оно контролируется двумя сигналами — состоянием развития хозяина и температурой окружающей среды. Активация наблюдается только в репродуктивных клетках морских водорослей (гаметангиях и спорангиях), где вирус захватывает структуры и превращает их в фабрики по производству новых вирусных частиц. Это мешает формированию гамет и спор.
Для анализа команда использовала современные методы: полногеномное секвенирование с длинными чтениями, транскриптомику, классическую генетику и технологию редактирования генов CRISPR/Cas. С помощью CRISPR ученые удалили вирусный элемент из генома хозяина и подтвердили, что именно он отвечает за образование инфекционных частиц.
Открытие показывает, что вирус использует двойную стратегию передачи: вертикальную (от родителя к потомству через геном) и горизонтальную (через инфекционные частицы при реактивации). Это впервые зафиксировано у гигантских вирусов многоклеточных эукариот.
Вирус выработал удивительно сложную стратегию — он прячется внутри хозяина, передается каждому потомству, а затем пробуждается в нужный момент и в нужном типе клеток.
Исследование важно с точки зрения экологии: бурые водоросли — ключевые виды прибрежных морских экосистем. Понимание взаимодействия вирусов и водорослей поможет оценить влияние климатических изменений на морские сообщества.
Ранее Наука Mail рассказывала, что вирусы могут стать помощниками в борьбе с пищевыми отравлениями.
