Американские исследователи впервые обнаружили в зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii гигантский спящий вирус — крупнейший из известных латентных вирусов, способный реактивироваться и вызывать инфекцию. Открытие меняет представления о скрытых механизмах взаимодействия вирусов с клетками эукариот и может быть полезно в биотехнологии. Исследование опубликовано в журнале Science.
Chlamydomonas reinhardtii десятилетиями служила ученым моделью для исследования фотосинтеза, движения жгутиков и других процессов. Несмотря на ее популярность, активные вирусы в этой водоросли ранее не обнаруживали, хотя с 1970-х годов исследователи подозревали, что ее геном может скрывать участки вирусной ДНК. Долгое время стандартные методы не позволяли четко определить: присутствует ли вирусная ДНК в геноме водоросли, или же образцы были случайно загрязнены вирусными частицами из среды. Кроме того, в отличие от вирусов, провоцирующих разрушение клеток в культуре, латентные вирусы не вызывают видимых изменений — их присутствие можно обнаружить исключительно молекулярно-генетическими методами.
В новом исследовании ученые применили метод секвенирования 3-го поколения (LRS), позволивший выявить полноразмерные вирусные последовательности ДНК, интегрированные в геном водоросли. Авторы работали со специфическим штаммом Chlamydomonas reinhardtii, содержащим (как стало известно) фрагменты ДНК вируса, и экспериментально подтвердили способность патогена к реактивации. Ученые обнаружили, что спящий вирус активируется и начинает производить новые вирусные частицы только на двух конкретных стадиях роста водорослей: в конце фазы быстрого роста и в начале стационарной фазы, при которой клетки в культуре прекращают деление.
Визуализация с помощью метода электронной микроскопии подтвердила наличие характерных вирусных частиц в культурах, сохранявших здоровый внешний вид. «Нам нужно было доказать, что вирус действительно существует, — объясняет Мария Паула Эрасо-Гарсия, ведущий автор исследования из Вирджинского политехнического института и университета штата. — Изображения стали одним из самых убедительных аргументов». Обнаруженный вирус получил название Punuivirus. На данный момент он является самым большим латентным вирусом из известных науке.
Открытие не только расширяет представления ученых о разнообразии вирусов, но и предлагает новые инструменты для развития биотехнологии. Ученые предполагают, что механизмы интеграции ДНК, которые вирус использует для встраивания в геном водоросли, можно адаптировать для редактирования генов. Например, ферменты, отвечающие за этот процесс, могут помочь усовершенствовать методы доставки генетического материала в клетки. Дальнейшие исследования могут быть направлены на поиск аналогичных вирусов в других организмах и изучение их роли в эволюции эукариотических геномов.
Автор: Богдан Скиба.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
