Virusurile mari ar putea fi strămoșii tuturor lucrurilor vii

Jean-Michel Claverie (Jean-Michel Claverie) și Cîntec Aberzhel (Chantal Abergel) - virusologi de renume mondial, care a dedicat cariera studiind virusurile gigant. Ei au deschis pitovirus după ce a petrecut 30 de mii de ani în gheață din Siberia și a supraviețuit după atâția ani de condiții dure.

Explorarea natura virusurilor gigant neobișnuite, oamenii de știință au descoperit că au mult mai multe proprietăți ciudate decât s-ar fi fost de așteptat. În primul rând, spre deosebire de marea majoritate a virusurilor pitovirus are o dimensiune foarte mare - este chiar mai mult decât unele bacterii. Dar cel mai surprinzător, nu depinde în întregime de organismul gazdă, așa cum ar trebui viruși, și este capabil să producă unele dintre etapele de replicare în mod independent.

În plus, numărul relativ mare de gene pitovirusa diferite din setul genetic al altor virusuri care au cele mai multe ori doar patru gene. Pitovirus are, de asemenea, cinci sute, iar unele dintre ele sunt folosite pentru a efectua sarcini complexe, cum ar fi proteinele, crearea și recuperarea de replicare a ADN.

Datorită acestor proprietăți ciudate Aberzhel Claverie și a sugerat că a fost un virus gigantic poate fi cheia pentru dezlegarea originea vieții pe Pământ. Să ne amintim că virusurile obișnuite biologi chiar și în domeniul vieții nu este un rang, și să le agenți infecțioși non-celulare sun.

"De obicei, virusurile se bazează pe mecanismele celulare ale organismelor gazdă, care ar trebui să le ajute în replicarea. De aceea, ei au nevoie de celule ale altor oameni de a utiliza aceste mecanisme în avantajul lor. Cu alte cuvinte, virusul nu poate supraviețui fără celule"- spune Jack Szostak (Jack Szostak), un biochimist celebru la Universitatea Harvard si laureat al Premiului Nobel.

Unii oameni de știință spun că descoperirea virusurilor gigant poate transforma intelegerea noastra a acestor agenți infecțioși. Ei sugereaza ca stramosii virusurilor moderne pot oferi "materii prime" pentru dezvoltarea vieții celulare și diversificarea ajutat organismelor vii și formarea de diferite tipuri.

"Virusurile mari sunt un exemplu perfect de modul în care lumea a virusului elementelor simple ar putea transforma în ceva mult mai complex"- spune Evgeny Kunin (Eugene Koonin), biolog computationale la US National Institutes of Health, care a descris teoria sa despre originea virală a vieții într-un articol publicat în Jurnalul de Microbiologie și recenzii Biologie Moleculară.

Kunin și alte virologi aduna treptat dovezi că elementele asemănătoare virusului au stimulat unele dintre cele mai importante etape de viață ale formării: evoluția ADN-ului și formarea diviziunii primă celulă a vieții în trei domenii -Archives, bacterii și eucariote. Archaea și bacterii, organisme unicelulare care au existat cu mult înainte de apariția eucariotelor, care au apărut ca urmare a fuziunii dintre primele două domenii.

Pitovirus a cărui lungime este de 1,5 micrometri (foto Jean-Michel Claverie, Chantal Abergel).

Video: 5 creaturi mitice care pot exista

Teoria general acceptată cu privire la originea virușilor spun că ei au fost fie celule degenerate, care și-au pierdut capacitatea de replicare autonomă sau a genelor pentru un motiv oarecare a părăsit limitele unei celule vii. Virusurile mari, descrise pentru prima dată în 2003, a subminat autoritatea acestor două teorii, pentru că este un tip complet nou și neobișnuit al organismului.

Oamenii de știință au luat ani pentru a identifica viruși gigant. În primul rând, au crezut că se confruntă cu o bacterie, deoarece structura posedat aproximativ aceeași mărime ca și multe bacterii. In plus, ca rezultat al prelucrării unui produs chimic special care colorează doar unele bacterii, gigant virus cumparat o culoare albastru deschis. Cu toate acestea, în ciuda tuturor acest lucru, toate încercările de a crește organismul in laborator sa dovedit inutil. Părăsind experimente, cercetatorii au plasat un exemplu unic în congelator.

Video: Top Realitate - Toate problemele

Aproximativ zece ani mai târziu, studenții post-universitare au luat trupul și l duse la laborator Raoul Didier (Didier Raoult), microbiolog francez, care este specializata in bacterii, care sunt dificil sa creasca in laborator. În primul rând, pentru a studia investigatorul organismului considerat un microscop electronic puternic.

În același timp, am lucrat cu Raul Claverie și Aberzhel, dar pe un alt proiect. Ei au recunoscut imediat forma virusului-ca, în ciuda mărimii organismului testat, sau alte proprietăți sale neobișnuite. Virusologi imediat a preluat studiul genomului virusului gigant si a gasit in mii ADN-ul lui de gene, care este chiar mai mare decât unele bacterii. Apoi, oamenii de stiinta au numit corpul mimivirus (de la mimeaza microb sau VIRUSULUI "virus, microb mimarea") Pentru ce amoeba a luat pentru bacterii și a încercat să înghită.

Claverie și Aberzhel lung suspectate ca virusurile gigant ar trebui să fie distribuite pe scară largă în natură, dar trec neobservate, din cauza dimensiunii lor. Au luat probe de apă pline de amoeba, în aproape fiecare loc vizitat. Cele două imagini (unul din Melbourne, celălalt cu coasta Chile) au gasit un virus chiar mai mare și a numit-o pandoravirusom.

"Fiecare experiment, am repetat de 10 ori. Virusul a fost atât de neobișnuit încât ne-am gândit că a făcut o greșeală pe undeva"- reamintește Aberzhel.

Deoarece pandoravirus a avut un număr surprinzător de mare de gene, aproximativ 2500 de piese, oamenii de stiinta au decis ca este timpul sa se refere viruși gigant la o nouă formă de viață. Cel mai surprinzător este faptul că peste 90% din gene ale virusului a avut nimic de-a face cu alte organisme care populează Pământul.

Mai târziu, Claverie și Aberzhel pitovirus a constatat că depășește pandoravirus în dimensiune și nu sunt inferioare lui în număr de gene. genofondul neobișnuită a forțat oamenii de știință să se gândească la originea gigant viruși. Deoarece genele patogene sunt foarte diferite de alte organisme, biologi au sugerat ca virusurile gigant strămoșii a apărut într-un stadiu foarte timpuriu al originii vieții.

Această idee este contrar teoriei general acceptat că virusul își are originea în istoria foarte recentă a evoluției vieții. Dar dacă virusurile ar putea să apară înainte de formarea vieții celulare?

Kunin si colegii sai cred ca virusul a fost precedat de viata celulara. Conform teoriei lui, numită "lumi virale" (Virus Mondială), astăzi viruși strămoși a apărut atunci când toată viața a fost încă plutind în apele Pământului informațiile genetice de aminoacizi și lipide. Cea mai veche proba de material genetic susceptibile de a fi segmente de ARN cu un set relativ mic de gene care de multe ori parazitate pe alte forme protolife pentru a crea copii de la sine.

acestea "chel" O mulțime de informații genetice sunt schimbate in mod constant gene, luând unități de a doua rata și eliberarea vecinii care nu mai erau necesare. De-a lungul timpului, spune Kunin, elemente genetice parazite nu au putut să se reproducă pe cont propriu și a devenit un virus modern, care încă nu poate exista fără celule străine. Și genele pe care sunt parazitate înainte, a început să creeze bariere pentru a se proteja împotriva Freeloaderii genetice, și așa mai departe, în cele din urmă nu a existat viață celulară.

Teoria lumii virale este în esență similar cu lumea ARN-ului, care spune că viața a apărut mai întâi sub forma unor zone mici de ARN, care au evoluat lent în ADN-ul complex gazdă. Ambele versiuni sunt consecvente în modul în care primul material genetic, dar diferă atunci când a apărut primul virus - înainte sau după ce celulele.

Susținătorii faptul că virusurile au apărut extrem de important, să opereze mai multe dovezi grele. În primul rând, o varietate de virusuri depășește cu mult diversitatea vieții celulare. Și dacă virusurile au fost produs secundar, acestea ar fi fost să-și diversifice semnificativ mai sarace, deoarece celulele ar conține întregul spectru de gene viruși disponibile.

"Aceeași dilemă apare atunci când vorbim despre originea oamenilor. Știm că oamenii - oameni din Africa, ca diversitatea genetică în rândul locuitorilor acestui continent este mult mai mult decât în ​​orice altă parte a lumii. Dacă acest lucru este adevărat pentru oameni, de ce acest lucru nu este valabil pentru viruși?" - întreabă Kunin.

Video: Ce au pulverizat? Filmul este despre chemtrails și himtreylah

În al doilea rând, virusurile sunt mult mai "creator"Când este vorba de auto-reproducere. Celulele au doar două moduri de a se replica ADN-ul lor: una o bacterie, iar celălalt - Archaea și eucariotelor. Virusurile sunt restul.

Mimivirus, unul dintre primele virusuri gigant, savanții au descoperit (Figura Wikimedia Commons).

Există încă o teorie intermediară, care prevede că virusurile pot apărea după ce celulele primitive și actualizate. Anumite virusuri care infectează trei domenii de viață diferite, au unele proteine ​​comune, ceea ce sugerează că virusurile au evoluat înainte de apariția vieții în sensul modern. Cu toate acestea, în conformitate cu sustinatorii teoriei lumii virale, virusurile au existat cu mult înainte de apariția strămoșul tuturor formelor de viață de pe Pământ.

Studiul de virusuri gigant a condus la întrebarea aproape filozofică, care este viața. Conform definiției standardului, virusurile tradiționale nu sunt organisme vii, deoarece acestea sunt în imposibilitatea de a reproduce propriile gene și ar trebui "fura" în celulele gazdă.

Video: 5 motive științifice pentru Zombi existență - My Top Ten

Dar viruși gigant sunt undeva la mijloc între bacteriile și virusurile comune. Ei au unele dintre gene implicate în replicarea, ceea ce indică posibilitatea existenței stadiul lor de evoluție la care pot fi organisme independente.

Unii cercetători susțin că pentru acest motiv, ele trebuie să aibă un domeniu separat în arborele vieții. În același beneficiu este faptul ca virusurile gigant au gene unice doar pentru ei înșiși, nu similar cu oricare alta.

Cu toate acestea, virusurile gigant au fost grupate în familie mare de viruși cunoscuți ca virusurile citoplasmice mari de ADN, care include, de asemenea, virusul variolei. Virusurile mari sunt mult mai complexe decât cele care cauzeaza variola, asa ca oamenii de știință au decis că au apărut mai târziu în istoria evolutivă. Cu toate acestea, munca în continuare de oameni de știință a subliniat că aceste virusuri au evoluat mult mai devreme decât era de așteptat.

Gustavo Caetano Anoles (Gustavo Caetano-Anolles) de la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign trasat istoria evolutiv de proteine ​​găsite într-un număr de virusuri gigant în studiu în 2012. Munca lui arată că virusurile gigant sunt o formă de viață, care este fie precedat sau coexistat cu ultimul strămoș comun universal al tuturor lucrurilor vii.

În cazul în care virusurile gigant la fel de vechi ca activitatea Caetano Anolesa, istoria biologică a Pământului trebuie să fie revizuită în mod radical. În acest caz, rolul principal în originea vieții se joacă viruși. Aceasta poate însemna, de asemenea, că virusurile sunt una dintre forțele dominante în evoluția planetei noastre, și că fiecare organism are propriul său trecut virale.

Shostak consideră că virusurile au fost într-adevăr o forță puternică evolutiv, și că au evoluat mai devreme decat oamenii de stiinta se credea anterior. Cu toate acestea, indică o diferență semnificativă între elementele genetice parazitare sunt porțiuni de material genetic care sunt utilizate de către alte părți ale materialului genetic pentru a face copii de ei înșiși și virusuri adevărate, care nu poate exista fără o cușcă.

"De fiecare dată când se amestecă o grămadă de mici molecule de ARN, veți obține o grămadă de secvențe parazitare, care sunt numai bune, astfel încât acestea să poată fi rapid replicat. Pentru a se asigura că aceste secvențe au devenit similare cu viruși moderne, care au nevoie pentru a parazitează pe celula vie, și nu doar un alt fir de ARN"- a spus Shostak.

Susținătorii teoriilor mondiale virale sugerează că celulele nu ar fi putut evolua fără implicarea virusurilor: pentru a merge de la ARN la ADN-ul, cere enzima revers transcriptaza și sunt conținute numai în virus, dar nu în celule.

Claverie și Aberzhel, cu toate acestea, se crede că virusurile din celulele atinse. Acestea oferă o altă explicație pentru setul de gene neobișnuit în gigant virusurile: probabil, provin de la acele celule, care până în prezent au devenit deja pe cale de disparitie.

Conform acestei teorii, strămoșul gigant viruși au pierdut capacitatea de a reproduce ca o formă independentă de viață și a fost forțată să se bazeze pe alte celule pentru a copia ADN-ul lor. Bucăți de gene ale acestor celule antice au supraviețuit în moderne Mimivirus, pitovirusah pandoravirusah și care ar putea fi o explicație logică pentru prezența genelor unice.

"În toate lucrurile vii nu poate fi un singur strămoș comun. În istoria timpurie, au existat multe celule de organisme vii, care concurează unele cu altele și a lăsat un câștigător, care a constituit baza vieții așa cum o știm astăzi"- spune Claverie.

Controversa cu privire la acest subiect este puțin probabil să dispară în curând. Dar virusologi sunt deja în căutarea pentru nou virus gigant care ar putea pune in lumina istoria evolutivă a vieții ca întreg.