Патогенная амёба даёт приют целой экосистеме ДНК-паразитов

Исследователи из французского института INSERM обнаружили в патогенной амёбе Acanthamoeba polyphaga целую экосистему ДНК-паразитов.

Началось всё с того, что некая 17-летняя девушка обратилась к врачам в связи с глазной инфекцией, что было неудивительно — барышня носила контактные линзы с истёкшим сроком годности, а дезинфецирующий раствор для них разбавляла водой из-под крана. Вызвала инфекцию вышеупомянутая акантамёба.

Дальнейшие исследования показали, что амёба была с сюрпризом, и не одним. Во-первых, в ней жили два вида бактерий. Во-вторых, исследователи нашли в ней гигантский вирус, названного Lentille. О том, что гигантские вирусы (вроде мимивирусов) паразитируют на амёбах, учёные знали давно, тут оставалось только назвать новый вид и определить его систематическую принадлежность (как пишут исследователи в журнале PNAS, вирус Lentille относится к тем же мимивирусам). Однако затем в амёбе был обнаружен ещё один вирус, и даже не вирус, а вирофаг, то есть вирус, паразитирующий на вирусах.

Вирофаги заражают клетки, как обычные вирусы, однако не могут образовывать вирусные частицы самостоятельно. Для этого им нужен «старший брат», иными словами, вирофаги (или вирусы-сателлиты) паразитируют на вирусах, используя их для построения собственного капсида.

Новый вирофаг получил название Sputnik 2 и оказался четвёртым среди известных на сегодня вирофагов. Отличие же Sputnik 2 от остальных «коллег» заключается в том, что он способен встраиваться в геном хозяина, то есть гигантского вируса Lentille. Обычно вирофаги распространяются подобно обычным вирусам, то есть их частицы свободно разлетаются из заражённой клетки. Sputnik 2 поступает так же, однако он нашёл ещё один, более эффективный способ. Встроившись в геном вируса Lentille, он переезжает из амёбы в амёбу вместе с ним, и, таким образом, попав в новую клетку, Sputnik 2 не нужно ждать, когда её заразит ещё и Lentille. То есть, с одной стороны, Sputnik 2 имеет определённую свободу действий, распространяясь независимо, а с другой — всегда может продолжить свой род, путешествуя вместе с большим вирусом.

Но это не всё! В геноме вирофага учёные нашли последовательность из шести генов, которая не принадлежала ни амёбе, ни вирусу Lentille. Никаких белков, полезных самому вирофагу, загадочная последовательность не несла, зато у неё были характерные признаки, выдававшие в ней транспозон — мобильный элемент, который может перепрыгивать из одного места ДНК в другое. Найденную последовательность назвали трансповироном — вирусным транспозоном. Попав в клетку в составе вирусного генома, трансповирон становится самостоятельной кольцевой молекулой ДНК и начинает размножаться и заражать любые вирусы, которые есть вокруг: обнаруженный в амёбе трансповирон попадал не только в вирофаг, но и в вирус Lentille.

Исследователи проанализировали геномы других гигантских вирусов с учётом полученных данных. Оказалось, что вирус Lentille в этом смысле не одинок — у других вирусов ДНК тоже несёт с собой последовательности трансповиронов. Таким образом, с помощью амёбы, заражающей контактные линзы, учёные вышли на целую паразитическую экосистему, которую можно смело назвать ДНК-экосистемой. (Исследователи даже предложили комплексный термин — мобилом, описывающий весь комплекс таких «гостей», которые живут в ДНК гигантского вируса и при этом обладают значительной самостоятельностью.) Подобным вирусам, при всей их занимательности, посвящено пока слишком мало работ, так что в будущем, по мере того, как интерес учёных к этой теме будет расти, можно ожидать сообщений о новых случаях ДНК-паразитизма, которые, вполне возможно, будут обнаружены не только в простейших эукариотах.

Подготовлен по материалам Ars Technica.