В одном миллилитре морской воды содержится до десяти миллионов вирусов. И пока что не вся эта компания хорошо изучена учёными.
Команда американских исследователей из Массачусетского технологического института совместно с коллегами из Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна обнаружила неизвестное ранее семейство вирусов. Они обитают в Мировом океане, и их нельзя заметить при помощи стандартных лабораторных тестов.
Исследователи подозревают, что эти вирусы распространены также на суше, и, возможно, даже присутствуют в микробиоте людей.
По словам учёных, неуловимый морской организм является ключевым недостающим звеном в эволюционной истории вирусов и играют важную роль в регулировании популяций бактерий.
Напомним, что вирусы не считаются микроорганизмами, как бактерии. Это организмы доклеточного типа, которые могут существовать, например, в самих бактериях (их называют бактериофагами). Найденный вирус как раз является охотником на бактерии. Причём, в отличие от типичных вирусов, которые атакуют один-два типа бактерий, этот "хищник" может заражать десятки разных типов, что подчёркивает его экологическую устойчивость.
Авторы отмечают важную особенность в строении найденного организма. Дело в том, что большинство вирусов имеет внешнюю белковую оболочку (капсид), за которой тянется так называемый белковый хвост. Новый вирус такого хвоста лишён.
За эту и другие особенности, из-за которых, собственно, эксперты и упускали из виду этот вирус, новую группу назвали Autolykiviridae. Наименование является отсылкой к персонажу греческой мифологии Автолику, который был неуловимым разбойником, мог принимать любой облик и делать предметы невидимыми.
Это исследование открывает новые возможности для понимания роли вирусов в океане, считают эксперты.
"В практическом смысле это также показывает, как нам нужно изменить некоторые обычно используемые методы, чтобы поймать эти виды вирусов для различных исследований. Я бы сказал, что это важный шаг в этой области", — говорит морской биолог Джед Фурман (Jed Fuhrman) из Университете Южной Калифорнии, который не участвовал в этой работе.
Современные модели взаимодействия вирусов и бактерий основаны на хорошо изученных хвостатых вирусах, объясняет глава исследовательской группы Кэтрин Кауфман (Kathryn Kauffman). Поэтому специалистам не хватает информации о деятельности других вирусов.
Её коллеги также отмечают, что большинство морских вирусов как раз относятся к бесхвостым, поэтому команда и решила изучить образцы воды.
Первые тесты показали, что вирусы Autolykiviridae часто выбирают в качестве жертв бактерии из семейства вибрионов, причём более 300 различных штаммов. Но, проведя больше лабораторных экспериментов, авторы выяснили, что некоторые из этих вирусов с безжалостной эффективностью заражают и другие бактерии, и последних оказалось необычайно много.
Бактерии, инфицированные необработанными вирусами. Длинные двойные линии – это стенки бактериальных клеток, а маленькие круглые объекты с тёмными центрами – это вирусы.
Следующим сюрпризом стал геном вируса-"автолика". Секвенировав его, авторы обнаружили, что он сильно отличается от геномов других вирусов. Этот геном оказался до странности небольшим – всего-то десять тысяч пар оснований, это в четыре-пять раз меньше, чем у типичных хвостатых вирусов.
Имея информацию о строении вируса, его жертвах и геноме, учёные смогли "пробить" неуловимый организм по многим базам данных. И оказалось, что Autolykiviridae обитает во многих местах – практически по всему Мировому океану.
Впрочем, исследователи отмечают, что вряд ли вирусы-"автолики" присутствуют исключительно в морских водах. Вполне вероятно, что они распространены на суше и, скорее всего, они играют роль в основных биогеохимических циклах, например, в циклировании углерода.
Более того, согласно базам данных, очень похожие вирусы были найдены в кишечнике человека. Правда, пока не известно, как они влияют на микробные сообщества и насколько важны для здоровья.
Что же касается семейного древа, то родословная у Autolykiviridae богатая: они происходят из очень древней вирусной линии, которая определяется по конкретным типам капсидов (в них содержится вирусная ДНК).
Эта линия разнообразна: вирусы присутствуют в организмах животных и протистов. Но вот ещё одна странность: члены этого древнего клана в основном заражают людей (аденовирусы) или водоросли (гигантские вирусы). Тот факт, что их родственники могут "опускаться" до бактерий, учёные открыли впервые.
Авторы работы надеются, что их новые методы помогут многим командам в будущем найти и изучить ещё очень много неизвестных вирусов.
Кэтрин Кауфман поясняет: как правило, чтобы проверить вирусную активность, исследователи заражают бактерии вирусным образцом и примерно через сутки проверяют, погибли ли эти бактерии. Но бесхвостые вирусы часто действуют медленнее: на уничтожение бактерий им требуется несколько дней. И об этой особенности не стоит забывать.
Более подробно об открытии и изучении вируса-"автолика" рассказывается в научной статье, опубликованной в журнале Nature.
Кстати, не так давно выяснилось, что беспозвоночные миллиарды лет переносили полторы тысячи неизвестных науке вирусов.
Впрочем, "вирусные" сюрпризы часто преподносит и сам человеческий организм. Например, неизвестный вирус ранее отыскали в старых образцах крови, а в слюне нашлась новая форма жизни.
