На дне Марианской впадины обнаружены образцы полезных гигантских вирусов

Группа исследователей из Шанхая в рамках миссии Challenger Deep извлекла из самой глубокой точки планеты отложения, в которых была обнаружена партия вирусов, включающая гигантские виды, превышающие размеры некоторых бактерий. Хотя мимивирусы обнаруживались и в других местах, они оказались более многочисленными на большой глубине, где давление в 1100 раз превышает атмосферное.

Предыдущие попытки получить образцы вирусов в рамках миссии Challenger Deep потерпели неудачу из-за серьезных технических проблем. Однако теперь исследователи получили достаточно материала для извлечения последовательности генома 15 различных типов вирусов и более 100 видов других микроорганизмов.

Согласно статье, опубликованной в этом месяце в журнале Genome Biology, исследователи также подняли со дна Марианской впадины более 2000 штаммов микроорганизмов и пытались оживить их в лабораторных условиях высокого давления, однако эти усилия потерпели неудачу.

Мимивирусы – это род вирусов, включающий в себя единственный вид Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV), хозяевами которого являются амебы рода Acanthamoeba. До октября 2011 года, когда был описан еще более крупный вирус Megavirus chilensis, считалось, что мимивирус обладает самым крупным капсидом среди всех известных вирусов – около 500 нм в диаметре. В отличие от большинства других вирусов, мимивирус не проходит через фильтр с диаметром пор 0,22 мкм и виден в световой микроскоп.

В отложениях из Марианской впадины популяция мимивирусов составила около четырех процентов от общей вирусной популяции. Ученые были заинтригованы мимивирусом с момента его идентификации не только из-за его необычного размера, но и из-за его исключительно сложного генома, содержащего более 1,2 миллиона пар оснований. Это больше, чем у любого другого вируса. Например, геномная последовательность нового коронавируса в 40 раз короче.

В некоторых экспериментах эти гигантские вирусы могли вызывать повреждение тканей у млекопитающих, но пока нет доказательств того, что они могут причинить прямой вред человеку. Некоторые ученые предполагают, что, как и многие паразиты, мимивирусы прошли «обратную эволюцию» – от микробов до вирусов. Но почему они сохранили так много продуктивных функций в своих генах, оставалось загадкой.

Авторы исследования полагают, что эти, казалось бы, бесполезные гены могли сыграть решающую роль в борьбе за выживание на больших глубинах. По их словам, хотя все паразиты эксплуатируют своих хозяев, отношения между ними могут измениться в экстремальных условиях.

Генетический анализ показал, что гигантский вирус может использовать продуктивные гены, чтобы помочь своим хозяевам, таким как грибы и одноклеточные животные, ускоряя расщепление поглощенных углеводов. Ускоренный метаболизм и рост могут дать хозяевам и их вирусам конкурентное преимущество в экстремальных условиях, где питательных веществ мало, а конкуренция за них жестока. Но, по словам исследователей, связь вируса и хозяина остается теорией из-за их неспособности воскресить вирусы в лаборатории.

Хотя пандемия COVID-19 вызвала опасения по поводу безопасности сбора и изучения вирусов в природе, исследовательское сообщество по-прежнему считает, что лучшей стратегией защиты является изучение и понимание неизвестных штаммов. По их словам, генетическая информация об организмах, живущих в экстремальных условиях, также может привести к открытию новых лекарств или биологических инструментов.