Самый распространённый организм в океане содержит вирус в своей ДНК

Самый распространённый организм в океанах, а возможно, и на всей планете, — это семейство одноклеточных морских бактерий SAR11 (Pelagibacter). Эти дрейфующие организмы, похожие на крошечные желейные бобы, эволюционировали, чтобы превосходить другие бактерии в борьбе за скудные ресурсы океана.

Исследование, опубликованное в мае в Nature Microbiology, показывает, что эта группа организмов процветает благодаря способности содержать вирусы в своей ДНК. Это открытие может привести к новому пониманию стратегий выживания вирусов.

Океанографы из Вашингтонского университета обнаружили, что доминирующие в морской воде бактерии SAR11 являются хозяевами уникального вируса. Этот вирус относится к типу, который большую часть времени находится в спящем состоянии в ДНК хозяина, но иногда активируется, чтобы заразить другие клетки, потенциально перенося с собой часть генетического материала своего хозяина.

«Мы подозреваем, что это, вероятно, распространено больше, чем мы думали, — мы просто никогда этого не видели», — сказал соавтор Роберт Моррис.

Стратегия выживания этого вируса отличается от аналогичных, найденных у других организмов. Вирус скрывается в ДНК хозяина и копируется при делении клеток, но по причинам, которые до сих пор плохо изучены, он также реплицируется и высвобождается из других клеток.

Исследование показывает, что вирус может размножаться и разрывать (лизировать) клетку-хозяина у до 3% клеток SAR11 — это гораздо более высокий процент, чем у большинства вирусов, обитающих в геноме хозяина. Это производит большое количество свободных вирусов и может быть ключом к его выживанию.

«В океане в 10 раз больше вирусов, чем бактерий. Понимание того, как поддерживаются такие большие количества, важно», — отмечает Моррис.

Исследование может стимулировать фундаментальные работы, которые помогут прояснить взаимодействия хозяин–вирус в других условиях.

Группе океанографов удалось культивировать два новых штамма SAR11 (NP1 и NP2) в лаборатории, используя серосодержащее вещество. Секвенирование ДНК штамма NP1 выявило сложности, причиной которых оказался вирус. Позже вирус был обнаружен и в контрольном штамме NP2.

Эксперименты показали, что переключение вируса на репликацию и разрыв клеток происходит активнее, когда клетки лишены питательных веществ, вызывая лизис до 30% клеток-хозяев. Авторы полагают, что бактериальные гены, «путешествующие» с вирусами, могут помогать другим SAR11 сохранять конкурентное преимущество в условиях бедности питательными веществами.

«Мы хотим понять, как это способствовало эволюции и экологии жизни в океанах», — заключил Моррис.