Гигантский вирус кодирует ключевой компонент аппарата синтеза белка клеточной жизни

Исследователи из Гавайского университета в Маноа обнаружили, что вирус FloV-SA2 кодирует один из белков, необходимых для создания рибосом — центральных «двигателей» всех клеток, которые переводят генетическую информацию в белки, строительные блоки жизни. Это первый эукариотический вирус (вирус, заражающий эукариоты, такие как растения, животные, грибы), у которого обнаружен такой белок.

Исследование опубликовано в журнале npj Viruses.

Вирусы — это пакеты генетического материала, окружённые белковой оболочкой. Они размножаются, проникая в клетку, где захватывают её репликационный аппарат и заставляют его производить новые вирусы. Простые вирусы почти полностью зависят от материалов и механизмов клетки-хозяина, но более крупные и сложные вирусы кодируют множество собственных белков, чтобы помочь в своей репликации.

«Мы были поражены, обнаружив, что этот вирус кодирует рибосомный белок eL40», — сказала Джули Томи, ведущий автор исследования и постдок в Центре микробной океанографии им. Дэниела К. Иноуэ (C-MORE) и на кафедре океанографии Школы наук о Земле и технологий (SOEST) UH Маноа.

«Логично, что вирусу может быть выгодно изменять этот критически важный элемент клеточного аппарата, но до сих пор не было никаких доказательств этого для каких-либо эукариотических вирусов».

Вирус был обнаружен в рамках более масштабных усилий лабораторий морской вирусной экологии (MarVEL) в SOEST по выделению и характеристике новых вирусов, обитающих в океане.

Бывший аспирант кафедры океанографии Кристофер Шварц взял пробы воды со станции ALOHA в 60 милях к северу от Оаху, Гавайи, и впоследствии выделил десятки вирусов. Среди них был FloV-SA2, который заражает вид фитопланктона Florenciella.

«Крис был настолько продуктивен в выделении вирусов, что не успел проанализировать их все до своего отъезда», — сказал Григ Стьюард, курирующий проект сотрудник кафедры океанографии. «Подробный анализ этого вируса пришлось отложить до прихода в лабораторию доктора Томи, но ожидание того стоило».

Предпочтительное производство вирусных белков?

Предыдущие открытия показали, что, как и FloV-SA2, другие так называемые «гигантские» вирусы кодируют белки, участвующие в широком спектре метаболических процессов. Некоторые из них, например, участвующие в брожении или восприятии света, кажутся неожиданными функциями для вируса.

Эти гены должны помогать вирусу размножаться, но, как в случае с рибосомным белком, не всегда понятно, как именно. Теперь исследователи сосредоточены на выяснении деталей того, как и когда этот белок используется вирусом.

«Наша рабочая гипотеза заключается в том, что, вставляя один из своих собственных белков в рибосому, вирус изменяет этот ключевой механизм, чтобы отдать предпочтение производству вирусных белков, а не обычных клеточных белков», — сказала Томи.

«Вирусы являются неотъемлемой частью функционирования океанических экосистем, влияя на биологическую продуктивность, изменяя взаимодействия в сообществах и стимулируя эволюционные изменения», — сказал Стьюард.

«Это открытие раскрывает новые детали о сложных способах взаимодействия вирусов в океане с фитопланктоном, который является основой морских экосистем, но также открывает новые пути в нашем понимании основ вирусной биологии».

Учёные ожидают, что FloV-SA2 станет ценной модельной системой для исследования новых механизмов, с помощью которых вирусы манипулируют клеточным метаболизмом и перенаправляют ресурсы и энергию хозяина.