ВІРУСИ ТАКИ ЖИВІ ІСТОТИ!

Віруси. Джерело ілюстрації: http://www.123rf.com

Андрій М. ЗАМОРОКА

Походження Вірусів є однією із найбільших загадок сучасної біології. Понад те, у нетрях наукових бродінь, вірусологи розподілились на два табори: одні дотримуються думки, що Віруси – це лише молекули-біополімери, тоді як інші – живі істоти. Одначе, за останнє десятиліття, вчені виявили велетенських Вірусів, ґеном яких є співставним із клітинними істотами; у них є навіть свої паразити – Вірофаги! Усі ці відкриття, у буквальному розумінні, струсонули вірусологію й уявлення про цих істот.

До сьогодні існувало три основні гіпотези походження Вірусів: “ґенів-втікачів”, “редукційної еволюції” та “першовірусів”. Перша стверджує, що Віруси виникли внаслідок збою при розчепленні “відходів” ДНК чи РНК у клітинах живих істот. Натомість, гіпотеза “редукційної еволюції” постулює Вірусів як реґресованих нащадків древніх клітинних істот. А третя гіпотеза – “першовірусів”, – за точку відліку їх походження приймає добіологічний світ біополімерів – Віруси виникли незалежно від клітинних форм живих істот, а після з’яви останніх еволюціонували в напрямку удосконалення механізмів зараження клітин…

Електронна мікросвітлина Мімівірусу Акантамеби всеїдної. Джерело ілюстрації: http://www.sciencephoto.com

Одначе, у горні філоґенетичних дебатів стосовно виникнення й походження Вірусів жодна із гіпотез не могла цілковито пояснити природу цих істот. Найбільше проблем виявилось у гіпотези “першовурусів”, яка не спромоглася хоча б якось вмотивувати внутрішньоклітинний облігатний паразитизм Вірусів, адже згідно її положень вони виникли і розвивались самостійно, а лише згодом розвинули здатність до паразитизму… Серйозні труднощі існували й у гіпотези “ґенів-втікачів” – вона не пояснювала розмаїття складних структур капсидів у Вірусів, вірусних ферментів та механізмів проникнення у клітину. Стосовно гіпотези “редукційної еволюції”, то найбільшою претензією до неї була відсутність “проміжної ланки” між найпримітивнішими клітинними паразитами і Вірусами…

Художнє уявлення нападу Вірусофагів Спутніків на Мамавірус Акантамеби Кастелана. Джерело ілюстрації: http://www.sciencephoto.com

Останні кілька років стали зламними у розумінні природи Вірусів, адже новітні відкриття у цій царині надзвичайно розширили наші знання про них. Найбільш радикальні зміни принесли відкриття велетенських Вірусів як от Мімівірусу Акантамеби всеїдної (APMV – Acanthamoeba polyphaga Mimivirus), Мамавірусу Акантамеби Кастелана (ACMV – Acanthamoeba castellanii Mamavirus), Меґавірусу чілійського (MGVC – Megavirus chilensis), Вірусу Кафетерії ренберґенської (CroV – Cafeteria roenbergensis virus) та інших. Справа в тому, що ці Віруси є найбільшими із відомих на нині, розміри найбільшого з них – Меґавірусу чилійського становлять 440 нм – це вдвічі більше, ніж нижня межа розмірів клітин – 200 нм (якщо не враховувати гіпотетичних “нанобактерій” – авт.). Меґавірус має найбільший з-поміж Вірусів ДНК-ґеном, який налічує 1259197 пар нуклеотидів й містить інформацію про 1120 білків, що цілком співрозмірно із багатьма паразитичними Бактеріями! У Мамавірусів та Мімівірусів виявлені ґени білків, які раніше ніколи не знаходили у жодного з Вірусів – це ферменти репарації ДНК, збирання і навіть синтезу білків (три типи аміноацил-т-РНК синтетази)! Але й це не ще не все – у Мамавірусів виявлений невідомий раніше тип суперпаразитів – вірусів-сателітів, так званих, Вірофагів Спутніків (Sputnik Virophage), які нагадують, радше, внутрішньоклітинних, а ніж вірусних паразитів!

Родинні зв'язки у групі Велетенських Нуклеоплазматичних ДНК-вірусів. Джерело ілюстрації: http://www.pnas.org

Усі з цих нововідкритих вірусів приналежні до групи Велетенських Нуклеоплазматичних ДНК-вірусів (Nucleocytoplasmic Large DNA Viruses), куди, вже раніше, були зараховані родини Поксвірусів (Poxviridae), Иридо- та Асковірусів (Irido/Ascoviridae), Фікоднавірусів (Phycodnaviridae), Марселевірусів (Marseilleviridae), та Асфарвірусів (Asfarviridae). Вони характеризуються спільними ознаками та походженням. Саме ця група Вірусів демонструє розмаїття “перехідних” ланок між різними родинами та клітинними істотами, що, очевидно, свідчить на користь гіпотези “редукційної еволюції”. Звичайно, є й протилежні погляди – складі ґеноми Мімовірусів є результатом горизонтального переносу ґенів від їх хазяїв – Амеб… Проте, філоґенетичні інтерпретації результатів дослідження сиквенсу їх протеомів (усієї сукупності білків синтезованих [у даному випадку] Вірусом – авт.) показали, що вони відмінні від будь-якої еволюційної гілки Найпростіших (Protozoa (Goldfuss, 1818) R. Owen, 1858), а радше, подібні до найдревніших Евкаріотів (Eukaryota Whittaker & Margulis,1978)!

Чотиридоменне "Дерево життя", яке включає Вірусів, Бактерій, Археїв та Евкаріотів. Джерело ілюстрації: Nasir and all, 2012

Детальні дослідження протеомів Велетенських дволанцюгових ДНК-вурусів та їх порівняння із аналогами у доменах Бактерій, Археїв та Евкаріотів, продемонстрували, що Віруси – це живі істоти, які становлять окремий, четвертий домен Орґанічного Світу! Їх протеоми схожі на такі ж у багатьох паразитичних Бактерій, одначе, у Вірусів наявні білки, які цілковито відсутні у клітинних істот, що підкреслює особливість їхньої гілки еволюції. Дослідження підтвердили, що Віруси виникли від клітинних істот шляхом редукційної еволюції, будучи, водночас, чи не найдревнішими істотами на Землі, які існували у часи Останнього спільного предка усіх сучасних живих істот…

admin Written by:

4 Comments

  1. Марія
    Вересень 18, 2012
    Reply

    Дуже пізнавальна стаття, хоча і цілковитим прихильником редукційної теорії мене не зробила. Як редукційна теорія може пояснити виникнення РНК-вмісних вірусів, яких значно більше за РНК-вмісних. Чи редукція дійшла до того, що зникла ДНК, залишилась тільки РНК? А можливо різні віруси мають різне походження – хтось із “генів-втікачів”, хтось – внаслідок редукції бактерій, чи можливо ще якийсь невідомий нам шлях?

    • Вересень 18, 2012
      Reply

      Пані Маріє, кому як не Вам знати, що наука не стоїть на місці – сьогодні ми губимося у здогадах, а завтра уже маємо беззаперечні арґументи, нині загальноприйнята теорія – завтра стає надбанням історії, бо її замінила нова, досконаліша і повніша… Стосовно усіх вірусів, то однозначної думки не існує. Стаття присвячена велетенським дволанцюговим ДНК-вірусам – їхнє походження нині є найпевнішим. Щодо РНК-вурусів, то, наприклад, здатність ретровірусів на матриці РНК будувати ДНК за дії власної ревертази, свідчить на користь їх походження від ДНК-вірусів. Власне їх та близьких до них родин можна приймати за “проміжну ланку” між ДНК- і РНК-вірусами (хоча твердих доказів того, наразі, немає). Тобто, РНК-віруси мають вторинне походження, коли трапився непередбачуваний збій життєвого циклу їх предків, – у капсиди почала пакуватися РНК, замість ДНК… Думок на цю тему існує дуже багато, одначе тренд сучасної вірусологічної – це “редукційна еволюція”.

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *