Ученые выяснили, как гигантские вирусы защищаются от собственных «вирусов»

Фото: AJC ajcann.wordpress.com/flickr

В новой работе ученые исследовали механизмы возникновения устойчивости гигантских вирусов — мимивирусов — к их собственным паразитам — вирофагам. Оказалось, что у вирусов есть особая иммунная система, отчасти сходная с системой CRISPR-Cas.

Открытые несколько лет назад гигантские вирусы, в частности мимивирусы, получили свое название из-за огромных (для вирусов) размеров: эти объекты даже можно рассмотреть в обычный световой микроскоп. В целом они сильно отличаются от обычных вирусов: у них более крупный и сложный геном. Некоторое время назад ученые также обнаружили, что гигантские вирусы могут подвергаться атаке вирофагов — более мелких паразитов. Неудивительно, что при наличии подобной угрозы гигантские вирусы выработали защитную систему. Об открытии иммунной системы мимивирусов группа вирусологов из Франции сообщила в статье, опубликованной в журнале Nature.

В ходе экспериментов ученые заражали вирофагами 59 штаммов мимивирусов, относящихся к трем различным линиям: 28 штаммов типа А, 8 штаммов типа В и 23 штамма типа С. В исследовании изучали действие вирофага замилон (Zamilon) на различные типы мимивирусов, а в качестве положительного контроля брали вирофаг Sputnik 3, заражающий все без исключения виды мимивирусов. Также ученые расшифровали геномы 60 мимивирусов в поисках чужеродной ДНК. Подобные «подозрения» были вызваны особенностями работы системы CRISPR-Cas, способной встраивать участки ДНК паразитов в геном организма-хозяина.

Результаты экспериментов согласовывались с ранее полученными данными: Sputnik 3 успешно заразил все 59 штаммов мимивирусов, в то время как замилон инфицировал мимивирусы типа В и С (8/8 и 23/23, соответственно), но не типа А (0/28). Результаты поиска чужеродных последовательностей в геномах мимивирусов показали, что в ДНК штаммов типа А присутствовали повторы коротких последовательностей ДНК вирофага замилона. Это позволило ученым предположить, что в основе иммунной системы гигантских вирусов лежат те же принципы, что в основе системы CRISPR-Cas. При анализе окружения, в котором расположены эти повторы, исследователи также обнаружили ферменты, сходные с компонентами системы CRISPR-Cas, разрезающие и «распутывающие» ДНК. При «выключении» обнаруженной иммунной системы, которую ученые назвали MIMIVIRE (MIMIvirus VIrophage Resistance Element), мимивирусы снова становились чувствительными к заражению вирофагами.

Открытая система, хоть и использует сходный с системой CRISPR-Cas принцип, устроена несколько иначе. К примеру, она более компактна, чем иммунная система бактерий, что позволяет ей функционировать внутри вируса. Использование этой технологии в исследованиях, посвященных молекулярной биологии и генетическому редактированию, расширит область применения подобных систем. На сегодняшний день известны только единичные случаи использования генетического редактирования для лечения людей.
Теги:

Читать еще на Чердаке: