Антарктические микробы-любители соли проливают свет на эволюцию вирусов

Учёные из UNSW Sydney, изучавшие микробов из одних из самых солёных озёр Антарктики, обнаружили новый способ обмена ДНК, который помогает им расти и выживать.

Исследование, основанное на 18 месяцах отбора проб воды в удалённых антарктических локациях, включая экстремальные зимние холода, может пролить свет на эволюционную историю вирусов.

Команда неожиданно обнаружила, что один штамм антарктических галоархей содержал плазмиды — небольшие молекулы ДНК, способные к независимой репликации в клетке-хозяине и часто содержащие полезные для организма гены.

"В отличие от вирусов, которые заключают себя в защитный белковый капсид, плазмиды обычно перемещаются при контакте клеток или как "голая" ДНК", — говорит руководитель исследования профессор Рик Кавиккьоли.

Но обнаруженные плазмиды маскировались под вирусы. Они производили белки, которые встраивались в мембрану хозяина, что позволяло мембране отпочковываться, заключая в себе ДНК плазмиды.

Эти отпочковавшиеся мембраны, называемые мембранными везикулами, позволяли плазмидам заражать микробов того же вида, у которых не было плазмид, и затем реплицироваться в новом хозяине.

"Это первый задокументированный случай такого механизма. И он может быть эволюционным предшественником более сложных защитных оболочек, которые развили вирусы для распространения", — говорит первый автор исследования доктор Сюзанна Эрдманн.

Это открытие предполагает, что некоторые вирусы могли эволюционировать из плазмид.

Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.

Изучаемые микробы — галоархеи — известны своей "распущенностью", легко обмениваясь ДНК между собой. Они выживают в Deep Lake, озере глубиной 36 метров, которое настолько солёное, что остаётся жидким при температуре до минус 20 °C. Озеро сформировалось около 3500 лет назад.

Галоархеи с плазмидами были выделены из редких проб воды, собранных на островах Рауэр примерно в 35 км от озера.

"Мы также обнаружили, что плазмиды могут захватывать часть ДНК микроба-хозяина, интегрировать её в свою собственную ДНК, формировать вокруг себя мембранные везикулы и затем заражать другие клетки", — отмечает профессор Кавиккьоли.

Эти выводы важны как для антарктической науки, так и для биологии в целом.