Нещадні війни вірусів

Морські одноклітинні захищають себе від гігантських вірусів за допомогою вірофагов.

Відео: Virus Wars

Як ми знаємо, віруси не можуть жити без клітки: вони не можуть розмножуватися самі по собі, у них немає для цього ні молекулярних інструментів, ні обміну речовин, який забезпечував би їх енергією.

Все, що вірусу потрібно, він бере у господаря - і ось ми бачимо, як хазяйська клітина замість того, щоб синтезувати свої білки, синтезує білки вірусу, розмножує його ДНК або РНК, і як в клітці з`являються все нові і нові вірусні частинки, які виходять назовні, як би отпочковиваясь від зовнішньої клітинної мембрани. Часто трапляється так, що клітина просто лопається через величезної кількості вірусних копій, які встигли в ній наплодили.

Відео: ТРЕТЯ ФАЗА павукові ВІРУСУ! Павуковий Острів # 2

Але вірусів на світлі дуже і дуже багато, і легко можна уявити, що деяким з них доводиться конкурувати один з одним. І ось тоді спрацьовує правило «ворог мого ворога - мій друг», тобто один з вірусів допомагає їх загального господаря перемогти іншого. Саме такі вірусні бої розігруються в клітці жгутикового одноклітинного Cafeteria roenbergensis, якого можна знайти в морях і океанах по всій землі. (Родове назва - Cafeteria - Ці найпростіші отримали завдяки дуже великої ролі, яку вони відіграють у морських харчових ланцюжках: самі харчуючись бактеріями, «кафетерії» служать їжею безлічі інших найпростіших і дрібних безхребетних.) На C. roenbergensis нападає гігантський вірус CroV, геном якого кодує сотні білків - після впровадження CroV в клітку в ній формуються справжні вірусні фабрики з безліччю ферментів, які збирають частинки вірусу.

Але в той же час «господарсько-паразитична» діяльність CroV привертає увагу іншого вірусу - так званого мавіруса, який паразитує на самому CroV. Мавірус забороняє CroV витрачати клітинні ресурси на самого себе, крім того, він використовує деякі білки «великого» вірусу в своїх цілях, так що тепер замість частинок CroV в клітці з`являються частинки мавіруса. Гостроти конфлікту додає те, що мавірусу для розмноження необхідний «гігант» CroV.

В недавній статті в Nature Маттіас Фішер (Matthias G. Fischer) І Томас Хакл (Thomas Hackl) З Інституту медичних досліджень Товариства Макса Планка описують деякі подробиці взаємин CroV, що паразитує на ньому мавіруса і одноклітинного C. roenbergensis.

Як і багато інших вірусів, мавірус здатний вбудовуватися в хазяйську ДНК, при цьому він не змушує господаря ні синтезувати вірусні білки, ні копіювати вірусний геном і взагалі нічим не нагадує про своє існування. Але якщо в C. roenbergensis зі «сплячим» мавірусом в геномі підсів вірус CroV і почне розмножувати себе, то мавірус «прокинеться» і теж почне активно розмножуватися. Причому на перших порах мавірус не заважає CroV: вони обидва подвоюють свої геноми, будують вірусні частинки, і для клітини все закінчується сумно - вона руйнується. Але тепер в тому середовищі, де живе конкретна популяція C. roenbergensis, з`явилися відразу два активних вірусу. Мавірус може проникати в клітини одночасно з CroV, і ось тут вже CroV розмножуватися не вийде: мавірус йому це заборонить.

Відео: Наввипередки з вірусом вбивцею (National Geographic HD)

Насправді, мавірус - не єдиний приклад подібного сверхпаразитизма. Віруси, які використовують інші віруси, називаються вірофагамі, і всі відомі на сьогоднішній день вірофагі спеціалізуються саме на гігантських віруси - серед великого (по вірусним мірками) набору білків, який в ході еволюції набули гігантські віруси, є і такі, які необхідні вірофагам для розмноження. Кілька місяців тому ми писали, що у вірусів-гігантів на кшталт навіть вдалося знайти систему захисту від вірофагов, і що захист цю вони нібито запозичили у бактерій. (Втім, з тим, що віруси «позичили» бактеріальний імунітет, погодилися далеко не всі дослідники.)

Однак у випадку з мавірусом і CroV цікавіше інше - те, що мавірус для більш ефективного використання CroV об`єднав зусилля з одноклітинним господарем. Для одноклітинного поява гігантського CroV завжди закінчується загибеллю, так що мавірус, який вміє «засипати», виглядає більш приємним (якщо можна так сказати) паразитом. З іншого боку, для самого мавіруса теж вигідніше вміти «спати» в клітинному геномі - тому що йому в будь-якому випадку для розмноження потрібен CroV, і чи не краще його почекати прямо всередині C. roenbergensis.

Звичайно, одиничну клітку зі «сплячим» мавірусом, в яку проник ще й CroV, вже ніщо не врятує, але на рівні популяції в цілому вигода очевидна: вірофаг мавірус захистить C. roenbergensis від безконтрольного розмноження CroV. Можна сказати, що мавірус став чимось на зразок своєрідного імунного зброї одноклітинних. В даному випадку «імунний» - лише метафора, і до теперішнього імунітету взаємини вірофага і C. roenbergensis не мають відношення - хоча не забуватимемо, що деякі віруси, давним-давно осіли в геномі ссавців, зуміли таки стати в нагоді «справжньому» імунітету.