Гигантский вирус кодирует ключевую часть белкового механизма клеточной жизни

Исследователи из Гавайского университета в Маноа недавно обнаружили, что вирус FloV-SA2 кодирует один из белков, необходимых для создания рибосом — центральных механизмов во всех клетках, которые переводят генетическую информацию в белки, строительные блоки жизни.

Это первый эукариотический вирус (вирус, заражающий эукариотов, таких как растения, животные, грибы), который кодирует такой белок.

Вирусы представляют собой пакеты генетического материала, окруженные белковой оболочкой. Они размножаются, проникая внутрь клетки, где захватывают механизм репликации клетки и направляют его на создание новых вирусов. Простые вирусы почти полностью зависят от материала и механизмов, предоставляемых клеткой-хозяином, но более крупные и сложные вирусы кодируют множество белков, помогающих им в собственной репликации.

Мы были рады обнаружить, что этот вирус кодирует рибосомальный белок под названием eL40, — говорит Джули Томи, ведущий автор исследования и постдокторский научный сотрудник Центра микробной океанографии имени Дэниела К. Иноуе: Исследования и образование (C-MORE) и факультета океанографии Школы наук об океане и Земле (SOEST) UH в Маноа.

Вполне логично, что вирус мог бы извлечь выгоду из изменения этого важнейшего элемента клеточного механизма, но доказательств этого не было ни у одного эукариотического вируса.

Вирус был обнаружен в рамках более масштабной работы сотрудников Лаборатории морской вирусной экологии (MarVEL) в SOEST по выделению и описанию новых вирусов, обитающих в океане. Бывший аспирант кафедры океанографии Кристофер Шварц взял пробы воды со станции ALOHA в 60 милях к северу от О'Аху, Гавайи, и впоследствии выделил десятки вирусов. Среди них был FloV-SA2, который заражает вид фитопланктона под названием Florenciella.

Крис так продуктивно выделял вирусы, что не смог проанализировать их все до своего отъезда, — говорит Григ Стюард, преподаватель факультета океанографии, курирующий проект.

Детальный анализ этого вируса пришлось ждать до прихода в лабораторию доктора Томи, но ожидание того стоило!

Преимущественное производство белков вируса

Предыдущие открытия показали, что, как и FloV-SA2, другие так называемые «гигантские» вирусы кодируют белки, участвующие в широком спектре метаболических процессов. Некоторые из них, например те, которые участвуют в ферментации или чувствуют свет, кажутся удивительными функциями, которые можно найти в вирусе. Эти гены должны помогать вирусу реплицироваться, но, как и в случае с рибосомальным белком, не всегда понятно, каким образом. Теперь исследователи сосредоточились на выяснении деталей того, как и когда этот белок используется вирусом.

Наша рабочая гипотеза заключается в том, что, вставляя один из своих собственных белков в рибосому, вирус изменяет этот ключевой механизм таким образом, чтобы он способствовал производству вирусных белков, а не обычных клеточных белков, — говорит Томи.

Вирусы играют важную роль в функционировании океанических экосистем, влияя на биологическую продуктивность, изменяя взаимодействие сообществ и стимулируя эволюционные изменения», — говорит Стюард. «Это открытие раскрывает новые подробности о сложных способах взаимодействия вирусов в океане с фитопланктоном, который является основой океанических экосистем, а также открывает новые пути в нашем понимании основ вирусной биологии.

Ученые ожидают, что FloV-SA2 станет ценной модельной системой для изучения новых механизмов, с помощью которых вирусы манипулируют клеточным метаболизмом и перенаправляют ресурсы и энергию хозяина.

Ранее ученые нашли самый большой из известных вирусов у побережья Чили.

18.12.2024