Гигантские вирусы произошли от общего предка живых организмов, упростив свое строение.
Американские биохимики из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн пришли к выводу, что гигантские вирусы представляют собой еще один домен жизни, наряду с бактериями, архебактериями и эукариотами. Результаты исследования опубликованы в журнале BMC Evolutionary Biology.
Считается, что вирусы, являясь внеклеточными агентами, не относятся к миру живого и не имеют общих предков с бактериями и эукариотами. Авторы статьи поставили этот тезис под сомнение, сравнив структуру белков гигантских ДНК-содержащих вирусов с белками почти тысячи клеточных организмов.
Гигантские вирусы, такие, как мимивирус и мегавирус, по своим размерам сопоставимы с некоторыми микроорганизмами, а их геном по длине превосходит геномы ряда примитивных бактерий. Чтобы сравнить вирусы-гиганты с другими организмами, исследователи подсчитали, сколько в их белках имеется суперсемейств складок.
Структура белка и история жизни
Суперсемейства складок – это единицы классификации вторичной структуры белка. Белки, которые представляют собой цепочку аминокислот, в клетке сворачиваются в более компактные образования, причем делают это они разнообразными способами. По типу сворачивания белки и подразделяются на различные категории.
Белки сопоставляют по более простым структурам (доменам и петлям) и по более сложным, в состав которых входят простые элементы. В зависимости от сложности структуры выделяют различные уровни классификации белков (например, семейства и суперсемейства). Суперсемейства менее многочисленны, чем семейства, поскольку на более высоком уровне у белка есть меньше вариантов сворачивания.
В отличие от генома, вторичная структура протеинов более консервативна и слабее поддается изменениям, поскольку «свернуть» белок новым способом гораздо сложнее, чем вырезать кусок нуклеотидной последовательности из генома. Поэтому классифицировать группы организмов, разошедшиеся в эволюционной истории очень давно, надежнее именно исходя из структурных особенностей белков.
Вирусы произошли путем редукции
Этим и воспользовались авторы статьи, допустив, что чем чаще то или иное суперсемейство складок представлено в белках организма (с поправкой на длину его генома), тем оно древнее, поскольку за эволюционную историю белки с данным типом сворачивания успевают «накопиться» путем перестройки и удвоения кодирующих их участков генома.
Оказалось, что только 6 из 304 различных суперсемейств складок, которые имеются у вирусов-гигантов, не имеют аналогов среди бактерий и эукариот. К этим суперсемействам относятся белки, ответственные за специфический образ жизни вирусов (например, за прикрепление к клеточным рецепторам), так что они, скорее всего, были приобретены независимо.
Остальные же суперсемейства, учитывая их древность и распространенность, были унаследованы гигантскими вирусами от общего предка вирусов, бактерий и эукариот. Следовательно, вирусы представляют собой еще одно ответвление живого. По мнению ученых, вирусы-гиганты произошли от клеточных организмов путем крайней редукции, когда они избрали паразитический образ жизни.
