Пандовирусы: гигантские вирусы создают собственные гены

Исследователи из Лаборатории структурной и геномной информации (CNRS/Университет Экс-Марсель) совместно с коллегами из Лаборатории биологии крупномасштабных систем (CEA/Inserm/Университет Гренобль-Альпы) и CEA-Genoscope выделили три новых представителя семейства Pandoravirus. Эта странная семья вирусов с гигантскими геномами и множеством генов, не имеющих известных аналогов, удивила учёных несколько лет назад. В выпуске Nature Communications от 11 июня 2018 года исследователи предлагают объяснение: пандовирусы, по-видимому, являются фабриками по производству новых генов, а значит, и новых функций.

В 2013 году открытие двух гигантских вирусов, непохожих на всё ранее виденное, размыло границу между вирусным и клеточным миром. Pandoraviruses размером с бактерии содержат геномы сложнее, чем у некоторых эукариотических организмов.

Та же команда выделила три новых члена семейства в Марселе (континентальная Франция), Нумеа (Новая Каледония) и Мельбурне (Австралия). Проанализировав эти шесть известных случаев, учёные обнаружили, что, несмотря на очень схожие формы и функции, эти вирусы имеют лишь половину общих генов, кодирующих белки. Обычно у представителей одного семейства общих генов больше.

Кроме того, новые вирусы отличаются гигантским размером геномов, их разнообразием и большой долей сиротских генов (orphan genes). Большинство этих генов кодируют белки, не имеющие эквивалентов у других живых организмов. Самое удивительное для исследователей — сиротские гены различались у разных пандовирусов, что маловероятно при наследовании от общего предка.

Биоинформатический анализ показал, что эти сиротские гены имеют характеристики, очень похожие на некодирующие (интергенные) области генома пандовируса. Результаты указывают, что единственное возможное объяснение — гены могут возникать спонтанно и случайно в интергенных областях. В этом сценарии гены «появляются» в разных местах у разных штаммов, что объясняет их уникальность.

Если эта новаторская гипотеза подтвердится, эти гигантские вирусы окажутся ремесленниками генетического творчества — центральным, но всё ещё плохо объяснённым компонентом в понимании происхождения жизни и её эволюции.