Гигантски вируси могат да бъдат предците на всички живи същества

Жан-Мишел Клавиер (Жан-Мишел Клавиер) и Шантал Aberzhel (Шантал Abergel) - световноизвестни вирусолози, който е посветил кариерата си изучаване на гигантските вируси. Те отвориха pitovirus, след като прекара 30 хиляди години в сибирски леда и е оцелял след толкова много години на тежки условия.

Изследване на естеството на необичайни гигантските вируси, учените са открили, че те имат много повече странни свойства, отколкото можеше да се очаква. На първо място, за разлика от по-голямата част от вируси pitovirus има много големи размери - това е дори повече, отколкото някои бактерии. Но най-изненадващо, че не е изцяло зависим от организма на гостоприемника, като е необходимо да се вируси, както и да направи някои стъпки на собствената си репликация.

В допълнение, сравнително голям брой гени pitovirusa различен от генетичен набор от други вируси, които най-често имат само четири гени. Pitovirus има петстотин, а някои от тях се използват за извършване на сложни задачи, като създават протеини и възстановяване на ДНК репликация.

Поради тези странни свойства Aberzhel Клавиер и предположи, че това е един гигантски вирус може да бъде ключът към разплитането на произхода на живота на Земята. Спомнете си, че обичайните вируси биолози дори до царството на живота на не е ранг, и ги неклетъчни инфекциозни агенти се обади.

"Обикновено, вируси разчитат на клетъчните механизми на гостоприемния организъм, който следва да им помогне в репликацията. Ето защо, те се нуждаят от клетки на други хора да използват тези механизми в своя полза. С други думи, вирусът не може да оцелее без клетките"- казва Джак Szostak (Jack Szostak), известен биохимик в Харвардския университет и носител на Нобелова награда.

Някои учени твърдят, че откриването на гигантски вируси могат да се обърнат нашето разбиране на тези инфекциозни агенти. Те предполагат, че предците на съвременните вируси могат да осигурят "суровини" за развитието на клетъчен живот и помага за диверсификация на живите организми и образуването на различни видове.

"Гигантски вируси са идеален пример за това как в света на прости елементи вирус може да се превърне в нещо много по-сложно"- казва Евгени Кунин (Eugene Кунин), изчислителни биолог в САЩ националните институти на здравеопазването, които описани теорията си за вирусен произхода на живота в статия, публикувана в списанието на микробиология и молекулярна биология прегледи.

Кунин и други вирусолози постепенно се събират доказателства, че вирусоподобни елементи са стимулирани някои от най-важните етапи от жизнения цикъл на формиране: еволюцията на ДНК и образуване на първата клетка разделянето на живот в три области -Archives, бактерии и еукариоти. Archaea и бактерии, едноклетъчни организми, които са съществували много преди появата на еукариотите, които са възникнали в резултат на сливането на първите две области.

Pitovirus, чиято дължина е 1,5 микрометра (снимка Жан-Мишел Клавиер, Шантал Abergel).

Видео: 5 митични същества, които могат да съществуват

Общоприетата теория за произхода на вирусите се каже, че те са били или изродени клетки, които са загубили способността за автономна репликация или на гените, по някаква причина напуснали пределите на жива клетка. Гигантски вируси, описани за първи път през 2003, подкопаха авторитета на тези две теории, тъй като това е един напълно нов и необичаен вид организъм.

Учените взели години, за да се идентифицират гигантските вируси. На първо място, те мислеха, че те са изправени пред бактерия, тъй като структурата притежава приблизително със същия размер като на много бактерии. Освен това, в резултат на обработката на определено химично вещество, което оцветява само някои бактерии, вируси гигант купих светло син цвят. Все пак, въпреки всичко това, всичко се опитва да расте организма в лабораторията се оказа безполезно. Оставянето на експериментите, изследователите поставят уникален пример във фризера.

Видео: Най-Факт - Всички въпроси

Около десет години по-късно, постдокторанти, специализанти взеха тялото и го проведени в лабораторията на Раул Дидие (Didier Раулт), френският микробиолог, който специализира в бактерии, които трудно могат да се развиват в лабораторни условия. На първо място, да учат следовател на организма се счита, че мощен електронен микроскоп.

В същото време сме работили с Раул Клавиер и Aberzhel, но по друг проект. Те незабавно призната вирусоподобни форма, независимо от размера на изпитвания организъм, или други негови необичайните свойства. Вирулози веднага вдигнаха изучаването на генома на вируса гигант и открити в неговите ДНК хиляди гени, което е дори по-голям от някои бактерии. След това учените призоваха тяло мимивируса на (от имитиране на микроб вирус или "вирус, имитиращ микроб") За какво амеба е било необходимо на бактерии и се опита да преглътне.

Клавиер и Aberzhel дълго подозира, че гигантските вируси трябва да бъдат широко разпространени в природата, но остават незабелязани, защото на техния размер. Те взеха проби от водата гъмжи от амеби, в почти всяко място, посетили. Двете изображения (един от Мелбърн, а другата с бреговете на Чили) те са намерени още по-голям вирус и го наричат ​​pandoravirusom.

"Всеки експеримент, ние се повтаря 10 пъти. Вирусът е толкова необичайно, че ние решихме, че някъде е направил грешка"- припомня Aberzhel.

От pandoravirus имаше поразително голям брой гени, на около 2500 бройки, учените решиха, че е време да се отнасят гигантските вируси към нова форма на живот. Най-изненадващо е, че над 90% от гените на вируса е имал нищо общо с други организми, които обитават Земята.

По-късно Клавиер и Aberzhel pitovirus установено, че надминава pandoravirus по размер и не се мерят с него в брой гени. Необичайни генофонд принуди учените да мислят за произхода на гигантските вируси. Тъй като гените на патогени са много различни от други организми, биолози предполагат, че гигантските вируси предци са възникнали в много ранен етап на произхода на живота.

Тази идея е в противоречие с общоприетата теория, че вирусът произхожда от много-новата история на еволюцията на живота. Но ако вируси могат да се появят преди образуването на клетъчна живот?

Кунин и колегите му смятат, че вирусът е бил предшестван от клетъчен живот. Според неговата теория, наречена "вирусен свят" (Virus World), днешните вируси предци са възникнали, когато всичко живо е още плаващ във водите на Земята генетичната информация на аминокиселини и липиди. Най-ранните пробата на генетичен материал може да бъде РНК сегменти с относително малък набор от гени, които често паразити на други форми protolife за създаване на копия на себе си.

тези "плешив" Много от генетична информация непрекъснато се обменят гени, като единици второкласни и освобождаване на съседите, че те вече не са необходими. С течение на времето, се казва Кунин, паразитни генетични елементи, не са успели да възпроизведат сами по себе си и да стане модерна вируси, които все още не могат да съществуват без чужди клетки. И гените на които те се опаразитените преди, започнаха да се създадат пречки да се защитят от генетични храненици, и така в крайна сметка е имало мобилен живот.

Теория вирусен свят е по същество подобно на света на РНК, която казва, че животът се яви първо под формата на РНК малки зони, които бавно се превърнали в комплекс ДНК домакин. И двете версии са съвместими с начина, по който първият генетичен материал, но се различават, когато тя се появи първият вирус - преди или след клетките.

Поддръжници на факта, че вирусите се появили от първостепенно значение, работят няколко тежък доказателства. На първо място, най-различни вируси значително надвишава разнообразието на клетъчната живот. И ако вирусите са вторичен продукт, те биха били значително по-бедни да разнообрази, защото клетките ще съдържат целия спектър от гени наличните вируси.

"Същата дилема възниква, когато говорим за произхода на човека. Ние знаем, че хора - хора от Африка, както генетичното разнообразие сред жителите на този континент е много повече, отколкото във всяка друга част на света. Ако това е вярно за хората, защо това не е вярно за вируси?" - пита Кунин.

Видео: Какво правят те пръскат? Филмът е за Chemtrails и himtreylah

На второ място, вируси са много повече "творчески"Когато става въпрос за самостоятелно възпроизвеждане. Клетките имат само два начина да репликират тяхната ДНК: една бактерия, и от друга - Archaea и еукариоти. Вирусите са останалите.

Мимивируса, един от първите гигантски вирусите, учените са намерени (Фигура Wikimedia Commons).

Има още един междинен теория, която гласи, че вирусите могат да се появят след примитивните клетки и актуална. Някои вируси, които инфектират три различни житейски области, имат някои общи протеини, което предполага, че вируси са еволюирали преди появата на живота в съвременния смисъл на думата. Въпреки това, според привържениците на теорията за вирусната света, вируси са съществували много преди появата на прародител на целия живот на Земята.

Изследване на гигантските вируси е довело до почти философски въпрос, който е живот. Според стандартната дефиниция, традиционните вируси не са живи организми, тъй като те не са в състояние да се възпроизвеждат своите собствени гени и трябва "кражба" в клетки гостоприемници.

Видео: 5 научни основания за съществуването зомбита - Моят Топ Десет

Но гигантските вируси са някъде по средата между бактериите и вирусите общи. Те имат някои от гените, участващи в репликацията, което показва възможността за съществуването на техния етап на развитие, в който те могат да бъдат независими организми.

Някои изследователи твърдят, че поради тази причина те трябва да се вземат отделен домейн в дървото на живота. В същото това предимство е фактът, че гигантските вируси имат уникални гени само за себе си, не, подобни на който и да е друг.

Въпреки това, гигантските вируси са групирани в по-голямо семейство от вируси, известни като цитоплазмени големи ДНК вируси, които също включва вируса едра шарка. Гигантски вируси са много по-сложни от тези, които предизвикват едра шарка, така че учените решили, че те станаха по-късно в еволюционната история. Въпреки това, по-нататъшната работа на учените посочи, че тези вируси са еволюирали много по-рано от очакваното.

Густаво Каетано Anoles (Густаво Каетано-Anolles) от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн проследи еволюционната история на протеини, открити в редица гигантски вируси в проучването през 2012 година. Неговата работа показва, че гигантските вируси са форма на живот, който е или предшествано или съжителствали с последната универсален общ прародител на всички живи същества.

Ако гигантските вируси толкова стара, колкото работата на Каетано Anolesa, биологичната история на Земята трябва да бъде радикално преразгледана. В този случай, водеща роля в произхода на живота се играе вируси. Това може да означава, че вирусите са един от доминиращите сили на еволюцията на тази планета, и че всеки орган има своя собствена вирусен минало.

Шостак вярва, че вирусите са наистина мощен еволюционен сила, както и че те се развили по-рано от учените мислеха, преди това. Въпреки това, той насочва към една съществена разлика между паразитни генетични елементи са части от генетичен материал, които се използват от други части на генетичен материал да се направят копия на себе си, както и истински вируси, които не могат да съществуват без клетка.

"Всеки път, когато се смесват един куп малки РНК молекули, можете да получите един куп паразитни последователности, които са само добри, така че те бързо могат да бъдат възпроизведени. За да се гарантира, че тези последователности са станали подобни на съвременните вируси, те трябва да паразитират върху живата клетка, а не просто още една РНК нишка"- каза Шостак.

Поддръжници на вирусните световните теории предполагат, че клетките, които не биха могли да са се развили без участието на вируси: да преминат от РНК към ДНК, изисква ензима обратна транскриптаза и се съдържат само в вируса, но не и в клетките.

Клавиер и Aberzhel, обаче, се смята, че вирусите от клетките достигнат. Те предлагат друго обяснение за необичаен набор от гени в гигантските вируси: те вероятно идват от тези клетки, които към днешна дата вече са изчезнали.

Според тази теория, прародител на гигантските вируси загубили способността да се възпроизвеждат като независима форма на живот и е бил принуден да разчита на други клетки, за да копирате собствената си ДНК. Парчета от гените на тези древни клетки оцелели в съвременния мимивируса, pandoravirusah pitovirusah и че може да бъде логично обяснение за наличието на уникални гени.

"Във всички живи същества не може да бъде един-единствен общ прародител. В началото на историята, имаше много клетки на живите организми, които се конкурират помежду си и са оставили победител, който стои в основата на живота, какъвто го познаваме днес"- казва Клавиер.

Противоречия по този въпрос е малко вероятно да утихне скоро. Но вирусолози вече търсят нов гигантски вирус, който може да хвърли светлина върху еволюционната история на живота като цяло.