Вирусы внедряют свою ДНК в ДНК заражаемой клетки и таким образом воспроизводят себя. Но являются ли вирусы потомками каких-то древних клеток? Являются ли они обрывками некой «взбунтовавшейся» неживой ДНК, случайно приобретшей способность заражать другие клетки? Учёные задаются этим вопросом очень давно.
Густаво Каэтано-Аноллес (Gustavo Caetano-Anollés) из Университета Иллинойса в Урбане и его аспирант Аршан Назир (Arshan Nasir) изучили белковые оболочки вирусов — так называемые капсиды. Они, в отличие от последовательностей, кодирующих вирусные геномы, эволюционируют крайне медленно и позволяют изучить историю своего развития по различиям в генах, содержащих в себе инструкции по сборке капсида.
Учёные из США расшифровали и сравнили структуры генов в 5080 различных штаммов вирусов, бактерий, а также видов многоклеточных существ (среди них было 3460 вирусов). Бактерии и многоклеточные попали в этот анализ по той причине, что их геномы содержат в себе обрывки ДНК древних ретровирусов, исчезнувших сотни миллионов лет назад.
Сравнение раскрыло два интересных и относительно неожиданных факта. Во-первых, учёные нашли фрагменты вирусной ДНК, которые никак не могли быть обрывками генома многоклеточных и бактерий (66 белков против 442, которые «делили» клетки и вирусы). Вдобавок к этому, большая часть вирусов, судя по сходствам в структуре белков капсида, происходит от одного общего предка.
«Всё это говорит нам о том, что мы можем построить «древо жизни» с участием вирусов, так как мы нашли множество черт в устройстве их генов, которые роднят их с клетками. Кроме того, у них есть свои собственные уникальные компоненты. Это древо показывает, что вирусы являются потомками нескольких групп древних клеток, сосуществовавших с предками современных клеток», — объясняет Каэтано-Аноллес.
Подобное положение вирусов на древе жизни позволяет говорить о том, что они являются отдельной особой формой жизни, которая стала специализироваться на внутриклеточном паразитизме после того, как один из предков вирусов научился защищать свой генетический код при помощи капсида. Позднее капсиды вирусов развивались и становились всё более продвинутым.
Статья авторов исследования вышла в журнале Science Advances.
Добавим, что многие учёные не согласны с позицией «вирусы есть живые существа» по той простой причине, что они не могут воспроизводить себя без клетки-хозяина.
«Многие организмы нуждаются в других живых существах для выживания, в том числе бактерии, живущие внутри клеток, и паразитические грибки, не способные завершить цикл размножения без организма-хозяина. То же самое делают и вирусы», — отвечает на это Каэтано-Аноллес. А значит, отсутствие машинерии самовоспроизведения в вирусах нельзя считать показателем «не живости», настаивает учёный.