Полужизнь: расшифрован геном самого загадочного биологического объекта

Некоторые вирусы имеют необычайно сложную молекулярную структуру, но до сих пор идут споры, являются ли вирусы живыми (иллюстрация с сайта image.guardian.co.uk).

Mimi, или Mimivirus, номинально, самый большой вирус в мире. Но фактически учёные не могут подобрать для него самую подходящую ветку на древе жизни. На днях был расшифрован генный код этого объекта. И биологам стало ясно, что ничего не ясно.

Прежде чем рассказать историю Mimi, нужно сделать небольшое отступление. Как вы полагаете — вирусы — живые или нет?

Что бы вы сейчас ни ответили, ответ будет неверным. Так как он будет зависеть от того справочника, где вы найдёте информацию.

Правильный ответ: «Вопрос остаётся открытым».

Сторонников причисления вирусов к формам жизни подкупает наличие сложной структуры из органических молекул, что ещё важнее — присутствие собственного, вирусного генетического кода и способность к размножению.

Однако размножаться вирусы самостоятельно не могут — за них это делают внутренние механизмы клетки, которую вирус заражает.

Сложный интерьер Mimi при увеличении в 200 тысяч раз (фото с сайта nature.com).

Сам работать со своими генами вирус не может — не в состоянии синтезировать белки, хотя имеет белковую оболочку. Он просто похищает готовые белки у клеток. В состав некоторых вирусов даже входят углеводы и жиры — но опять-таки ворованные.

И вообще, вне клетки-жертвы вирус — это просто гигантское скопление пусть и очень сложных молекул, но ни тебе обмена веществ, ни каких-либо ещё активных действий.

Удивительно, но самые простые существа на планете (мы условно всё же будем именовать вирусы существами) — одна из самых больших загадок науки.

Вирусы показали людям, что граница между живым и не живым — зыбка. Они словно балансируют на самой грани между тем и другим. Или просто недостаточно совершенны наши определения живого?

Те самые образчики Mimi (выделены зелёным), впервые найденные в амёбе (фото с сайта newscientist.com).

Так или иначе, но вирусы давно оставили в покое, имея в виду определение их в какой-нибудь раздел «справочника тварей божьих». Вирус — это вирус, и точка.

Спокойствие научного мира было взорвано в 1992 году. В Британии обследовали градирню, предположительно — источник вспышки гриппа. В амёбе, обнаруженной в воде нашли объект, не похожий ни на что прежде известное.

По диаметру (800 нанометров) он был больше известных вирусов в 3, а иных и в 40 раз, но бактерией, судя по всему, что удалось понять, ну никак не являлся. Вздохнув, биологи причислили его к вирусам и окрестили Mimi — из-за мимикрии под бактерию.

Изучение монстра продолжалось все эти годы, а недавно ознаменовалось блестящим прорывом — расшифровкой генома. Но, узнав о Mimi больше, учёные лишь пополнили свой список вопросов к природе.

Жан-Мишель Клавери (Jean-Michel Claverie), биолог из Института структурной биологии и микробиологии Марселя (L’institut de Biologie Structurale et de Microbiologie), сообщил, что если бы вирусы были автомобилями, то Mimi всё ещё оставался бы автомобилем, но имел кучу дополнительных устройств.

В своей лаборатории — Information Genomique et Structurale — Клавери и его подчинённые разложили по буквам код Mimi. И обнаружили много странного.

По ступенькам жизни, снизу вверх: основания составляют спираль ДНК, ДНК собираются в гены, которые, в свою очередь, являются «кирпичиками» хромосом, которые размещаются в ядре клетки (иллюстрация с сайта alzheimers.org).

Начать с того, что новый вирус несёт в себе 1260 генов (1,2 миллиона «букв»-оснований, что больше, чем у иных бактерий), в то время как известные вирусы имеют всего-то от трёх до ста генов.

При этом генетический код вируса состоит из ДНК и РНК, в то время как все известные вирусы пользуются лишь одной из этих «скрижалей жизни», но никогда — обеими вместе.

50 генов Mimi отвечают за такие вещи, которые ранее в вирусах никогда не были замечены. В частности, Mimi способен на самостоятельный синтез 150 видов белков и даже на ремонт собственной повреждённой ДНК, что для вирусов является вообще нонсенсом.

Ещё отличие: 90% ДНК Mimi выполняют вполне определённые и полезные функции, в то время как для генетического кода вирусов характерен высокий процент «мусора», абракадабры, не несущей ничего полезного для этого полуживого объекта.

В то же время, Mimi, как и все вирусы — это паразитарная форма жизни, размножающая свой геном за счёт молекулярных механизмов копирования, существующих в поражённой им клетке.

Некоторые учёные призывают выделить для Mimi отдельную ветку на дереве жизни.

Месье Клавери намерен понять самые сокровенные тайны живых организмов (фото с сайта igs-server.cnrs-mrs.fr).

Напомним — там есть ветвь бактерий — простейших организмов, не имеющих ядра в клетке, есть ветвь древнейших (archaea), почти таких же простых, как бактерии, но отличающихся необычной мембраной, и есть эукариоты – собственно, все остальные организмы, генетический код которых хранится в клеточном ядре.

Mimi по этим признакам — ни рыба, ни мясо. Некая промежуточная форма жизни (или не-жизни, если учесть неспособность к полной самостоятельной репликации), которая может пролить свет на загадки земной эволюции.

Вот те же вирусы. Есть версия, что они возникли когда-то очень давно — благодаря получившим свободу внутриклеточным комплексам.

Внутри нормальной клетки происходит движение множества разных генетических структур (информационные РНК, и прочее, и прочее…), которые могут являться прародителями вирусов.

Но, может быть, всё было совсем наоборот — и вирусы — старейшая форма жизни, точнее переходного этапа от «просто химии» к живому на Земле.

Даже происхождение самих эукариотов (а, значит, и всех одно- и многоклеточных организмов, включая нас с вами) некоторые учёные связывают с вирусами.

Возможно, что мы появились в результате «сотрудничества» вирусов и бактерий. Первые предоставили генетический материал, а вторые — рибосомы — белковые внутриклеточные фабрики.

Геном супервируса, как пока представляется команде «расшифровщиков», повышает шанс именно этой гипотезы.

В общем: «что было раньше — курица или яйцо?» Дальнейшее изучение крохотного гиганта Mimi может стать ключом к пониманию развития всей жизни на планете. А начиналось всё с простого исследования водички на наличие возбудителя гриппа.



Экскременты животных помогают учёным найти родину слонов

28 сентября 2004

Учёные взломали код смертельной бактерии

24 сентября 2004

Принято решение о расшифровке генома голубого эвкалипта

22 сентября 2004

Учёные расшифровывают геном тополя

14 сентября 2004

Женщина-генетик предсказывает исчезновение мужчин через 10 миллионов лет

10 сентября 2004