Obrie vírusy mohli byť predkami všetkých živých organizmov

Jean-Michel Claverie (Jean-Michel Claverie) a Chantal Aberzhel (Chantal Abergele) - svetovo preslávený virologists, ktorý venoval svoju kariéru štúdiom obrích vírusov. Otvorili pitovirus potom, čo strávil 30 tisíc rokov v sibírskom ľadu a prežil po toľkých rokoch náročných podmienkach.

Skúmanie povahu neobvyklých obrích vírusov, vedci zistili, že majú oveľa viac špeciálne vlastnosti, než by sa dalo očakávať. Po prvé, na rozdiel od drvivá väčšina vírusov pitovirus má veľmi veľkú veľkosť - je to dokonca viac než niektoré baktérie. Ale najviac prekvapujúce, že nie je úplne závislé na hostiteľskom organizme, ako by mal vírusy, a je schopný produkovať niektoré kroky replikácie nezávisle na sebe.

Okrem toho je pomerne veľký počet génov pitovirusa líši od genetického sady ďalších vírusov, ktoré majú najčastejšie iba štyri gény. Pitovirus má tiež päť set, a niektoré z nich sa používajú na realizáciu zložité úlohy, ako je napríklad vytváranie bielkovín a zotavenie replikácie DNA.

Vzhľadom k tomu, z týchto podivných vlastností Aberzhel Claverie a naznačil, že išlo o gigantický vírus môže byť kľúčom k rozlúšteniu pôvod života na Zemi. Pripomeňme si, že obvyklé vírusy biológovia aj do sféry ľudského života nie je pozícia, a volať im non-bunkové infekčné agens.

"Typicky, vírusy spoliehajú na bunkových mechanizmov hostiteľských organizmov, ktorá by im pomôcť v replikáciu. Preto je treba bunky iných ľudí používať tieto mechanizmy k svojmu prospechu. Inými slovami, môže vírus neprežije bez buniek"- hovorí Jack Szostak (Jack Szostak), slávny biochemik na Harvardskej univerzite a nositeľ Nobelovej ceny.

Niektorí vedci tvrdia, že objav obrie vírusy môžu obrátiť naše pochopenie týchto infekčným agens. Tie naznačujú, že predkovia moderných vírusov môžu poskytovať "suroviny" pre vývoj bunkového života a pomohla diverzifikáciu živých organizmov a tvorbe rôznych druhov.

"Obrie vírusy sú dokonalým príkladom toho, ako svet jednoduchých prvkov vírus mohol premeniť v niečo oveľa zložitejšieho"- hovorí Evgeny Kunin (Eugene Koonin), výpočtová biológ US National Institutes of Health, ktoré sú popísané jeho teóriu o vírusového pôvodu života v článku publikovanom v časopise Journal of mikrobiológie a molekulárnej biológie Recenzia.

Kunin a ďalšie virologists postupne zhromažďovať dôkazy, že vírusom podobné elementy stimulovanej niektoré z najdôležitejších životnej fázy tvorby: evolúcia DNA a vytvorenie prvej bunkové delenie života do troch domén -Archives, baktérie a eukaryota. Archaea a baktérie, jednobunkové organizmy, ktoré existovali dlho pred objavením eukaryoty, ktoré vznikli v dôsledku fúzie prvých dvoch domén.

Pitovirus ktorých dĺžka je 1,5 mikrometra (foto Jean-Michel Claverie Chantal Abergele).

Video: 5 Rozprávkové bytosti, ktoré môžu existovať

Všeobecne prijímaná teória o vzniku vírusov, hovorí, že boli buď degenerované bunky, ktoré stratili schopnosť pre autonómne replikáciu alebo génov z nejakého dôvodu nechal za hranice živej bunky. Obrie vírusy, ktorá bola prvýkrát popísaná v roku 2003, podkopal autoritu týchto dvoch teórií, pretože sa jedná o úplne nový a neobvyklý druh organizmu.

Vedci trvalo roky identifikovať obrie vírusy. Po prvé, sa domnievali, že musí čeliť baktérie, pretože štruktúra vlastnil približne rovnakú veľkosť ako mnoho baktérií. Navyše, ako výsledok spracovanie konkrétnej chemická látka, ktorá škvrny len niektoré baktérie, vírus gigant kúpil jasne modrú farbu. Avšak aj cez to všetko, všetko sa snaží rast organizmu v laboratóriu ukázalo márne. Odchod z experimentov vedci umiestni jedinečný príklad v mrazničke.

Video: Top Fakt - Všetky problémy

Asi o desať rokov neskôr, postgraduálneho štúdia sa telo a odniesol ho do laboratória k Raoul Didier (Didier Raoult), francúzsky mikrobiológ, ktorý sa špecializuje v baktériách, ktoré sú ťažké pestovať v laboratóriu. Po prvé, študovať vyšetrovateľa tela považuje za silný elektrónový mikroskop.

Súčasne sme pracovali s Raul Claverie a Aberzhel, ale na inom projekte. Oni okamžite spoznal vírus podobný tvar, napriek veľkosti testovacieho organizmu alebo jeho iných nezvyčajných vlastností. Virologists okamžite začal s štúdiu genómu obrie vírusu a nachádza sa v jeho DNA tisícok génov, čo je ešte väčšia, než niektoré baktérie. Potom vedci nazývajú telo mimivirus (od napodobňovanie mikróbov vírus alebo "vírus, napodobňovanie mikrób") Z akého améba trvalo pre baktérie a snažil sa prehltnúť.

Claverie a Aberzhel dlho podozrenie, že obrie vírusy by mali byť široko rozšírené v prírode, ale bez povšimnutia, pretože na ich veľkosť. Vzali vzorky vody hemží améby, takmer v každom navštívenom mieste. Tieto dve snímky (jeden z Melbourne, druhá s pobrežie Čile) našli ešte väčšie vírus a nazval ho pandoravirusom.

"Každý experiment, sme opakovali 10-krát. Vírus bol tak nezvyčajné, že sme si mysleli, že niekde urobil chybu"- pripomína Aberzhel.

Vzhľadom k tomu, pandoravirus mal nápadne veľké množstvo génov, asi 2500 kusov, vedci sa rozhodli, že nastal čas, aby sa vzťahujú obrie vírusov na novú formu života. Najviac prekvapujúce je, že viac ako 90% z génov vírusu nemá nič spoločné s inými organizmami, ktoré obývajú Zem.

Neskôr Claverie a Aberzhel pitovirus zistil, že predbehne pandoravirus vo veľkosti a nie sú horšie ako mu v počte génov. Nezvyčajné genofond prinútil vedcov premýšľať o pôvode obrích vírusov. Vzhľadom k tomu, že patogén gény sú veľmi odlišné od iných organizmov, biológovia navrhli, že obrie vírusy predkovia objavili vo veľmi ranom štádiu vzniku života.

Táto myšlienka je v rozpore so všeobecne prijímanou teóriu, že vírus vznikol v nedávnej histórie vývoja života. Ale ak sa vírusy mohli pred vytvorením bunkového života objaví?

Kunin a jeho kolegovia sa domnievajú, že vírus predchádzala bunkového života. Podľa jeho teórie, tzv "vírusová svet" (Virus World), dnešné vírusy predkovia vznikol, keď bol celý život stále plávajúce vo vodách genetickej informácie Krajiny aminokyselín a lipidov. Najskôr Vzorka genetického materiálu, ktorá by mohla byť RNA segmentov s relatívne malou sadu génov, ktoré sa často parasitized na iné formy protolife na vytvorenie kópie seba.

títo "plešatý" Veľa genetickej informácie sa neustále vymieňať gény, pričom jednotky druhej sadzby a uvoľnenie susedmi, ktoré boli už nie sú potrebné. V priebehu doby, hovorí Kunin, parazitné genetické prvky neboli schopné reprodukovať sami a stať sa modernou vírusy, ktoré stále nemôže existovať bez cudzej bunky. A gény, na ktorých sú parazity, než začal vytvárať prekážky, aby sa ochránili pred genetickými freeloaders, a tak nakoniec došlo mobilný život.

Teória vírusovej svet je v podstate podobný RNA sveta, ktorý hovorí, že život sa prvýkrát objavila v podobe RNA malých oblastí, ktoré sa pomaly sa vyvinul do komplexu DNA hostiteľa. Obe verzie sú konzistentné v spôsobe, akým prvý genetického materiálu, ale líšia sa, keď sa objavili prvé vírus - pred alebo po buniek.

Stúpenci k tomu, že vírusy sa objavili prvoradé, prevádzkovať niekoľko pádny dôkaz. Po prvé, celý rad vírusov značne prevyšuje rozmanitosť bunkového života. A v prípade, že vírusy boli vedľajší produkt, by boli diverzifikovať podstatne horšie, pretože bunky by obsahovať celé spektrum génov dispozícii vírusov.

"Rovnaké dilema vzniká, keď hovoríme o pôvode človeka. Vieme, že ľudia - ľudia z Afriky, ako genetickej diverzity medzi obyvateľmi tohto kontinentu je oveľa viac než v akejkoľvek inej časti sveta. Ak je to pravda pre ľudí, prečo to nie je pravda pre vírusy?" - pýta Kunin.

Video: Čo to strieka? Film je o chemtrails a himtreylah

Po druhé, vírusy sú oveľa "tvorivé"Pokiaľ ide o vlastné reprodukciu. Bunky majú len dva spôsoby, ako replikovať svoju DNA: jeden baktérie a ďalšie - Archaea a eukaryota. Vírusy sú ostatní.

Mimivirus, jeden z prvých obrích vírusov, zistili vedci (obr Wikimedia Commons).

Existuje ešte jeden stredný teória, ktorý hovorí, že vírusy môžu objaviť po primitívnych buniek a aktuálne. Niektoré vírusy, ktoré infikujú tri rôzne oblastiach života, majú niektoré spoločné proteíny, čo naznačuje, že vírusy sa vyvinuli pred vznikom života v modernom zmysle. Avšak, podľa zástancov teórie vírusového sveta, vírusy existovali dávno pred objavením predchodca všetkého života na Zemi.

Štúdium obrích vírusov viedlo k takmer filozofickú otázku, ktorá je život. Podľa štandardnej definície, tradičné vírusy nie sú živé organizmy, ako sú schopní replikovať svoje vlastné gény a mali "kradnúť" v hostiteľských bunkách.

Video: 5 vedecké dôvody pre existenciu Zombies - My Top Ten

Ale obrie vírusy sú niekde uprostred medzi baktériami a bežné vírusy. Majú niektoré z génov zúčastňujúcich sa replikácie, čo naznačuje možnosť existencie ich štádiu vývoja, na ktoré môžu byť nezávislé organizmy.

Niektorí vedci tvrdia, že z tohto dôvodu je potrebné mať samostatnú doménu do stromu života. V rovnakej výhody, je skutočnosť, že obrie vírusy majú jedinečné gény len pre seba, a to podobne ako akékoľvek iné.

Avšak, obrie vírusy boli zoskupené do širšej rodiny vírusov známych ako cytoplazmatickej veľkých DNA-vírusov, ktorý tiež zahŕňa vírus pravých kiahní. Obrie vírusy sú oveľa zložitejšie, než tých, ktoré spôsobujú kiahne, takže vedci rozhodli, že vznikli neskôr v evolučnej histórii. Avšak, ďalšie práce vedcov poukázal na to, že tieto vírusy sa vyvinuli oveľa skôr, než sa očakávalo.

Gustavo Caetano anolis (Gustavo Caetano-Anolles) z University of Illinois v Urbana-Champaign sledoval evolučnú históriu proteíny prítomné v rade obrích vírusov v štúdii v roku 2012. Jeho práca ukazuje, že obrie vírusy sú forma života, ktorá je buď predchádzala alebo koexistovali s posledným univerzálnym spoločným predkom všetkých živých vecí.

V prípade, že obrie vírusy rovnako staré ako dielo Caetano Anolesa, biologická histórie Zeme, musia byť radikálne revidovať. V tomto prípade je hlavnou úlohu pri vzniku života sa hrá vírusy. To môže tiež znamenať, že vírusy sú jedným z dominantných síl vo vývoji našej planéty, a že každá inštitúcia má svoj vlastný vírusovej minulosť.

Shostak sa domnieva, že vírusy boli naozaj silný evolučnú silou, a že sa vyvinula skôr, ako vedci predtým myslelo. Avšak, to ukazuje na významný rozdiel medzi parazitnými genetické elementy sú časti genetického materiálu, ktoré sa používajú v iných častiach genetického materiálu, aby sa kópie seba, a skutočné vírusy, ktoré nemôžu existovať bez klietky.

"Kedykoľvek budete kombinovať veľa malých molekúl RNA, dostanete veľa parazitických sekvencií, ktoré sú dobré len preto, aby mohli byť rýchlo replikované. Aby sa zabezpečilo, že tieto sekvencie sa stali podobné moderné vírusy, musí parazitujú na živé bunky, a nie len ďalší RNA vlákno"- povedal Shostak.

Zastáncové vírusových svetových teórie naznačujú, že bunky sa nemohol vyvinúť bez zapojenia vírusov: ísť z RNA na DNA, vyžaduje enzýmu reverznej transkriptázy a sú obsiahnuté iba vo vírusu, ale nie v bunkách.

Claverie a Aberzhel, však sa predpokladá, že vírusy z buniek dosiahla. Ponúkajú ďalšie vysvetlenie pre neobvyklú sadu génov v obrích vírusov: že pravdepodobne pochádzajú z tých buniek, ktoré k dnešnému dňu už vyhynul.

Podľa tejto teórie, predchodca obrích vírusov stratil schopnosť replikovať ako samostatná forma života a bol nútený sa spoliehať na iné bunky pre kopírovanie vlastné DNA. Kúsky génov týchto starých buniek prežilo v modernom mimivirus, pandoravirusah pitovirusah a to môže byť logické vysvetlenie prítomnosti unikátnych génov.

"Vo všetkých živých vecí, nemôže byť jediný spoločný predok. V ranej histórii, tam bolo veľa buniek živých organizmov, ktoré konkurujú navzájom a ľavej víťaza, ktorý tvoril základ života, ako ho poznáme dnes"- hovorí Claverie.

Polemika na túto tému je nepravdepodobné, že by čoskoro odznie. Ale virologists už hľadajú nové obrie vírus, ktorý môže objasniť evolučnú históriu života ako celku.