Может ли вирус заразить другой вирус?

Вирусы могут заражать друг друга. Так называемый «Спутник» (вирофаг), 50-Нм вирус, может заразить другой гигантский вирус, мимивирус, который затем может заразить амебу, Acanthamoeba polyphaga.

В 1992 году ученые из Великобритании, исследующие вспышку пневмонии, наткнулись на то, что казалось паразитической бактерией, живущей внутри амебы, Acanthamoeba polyphaga.

Ученые провели несколько тестов, посмотрели на нее под микроскопом, решили, что это необычная бактерия, и отодвинули в дальний угол научных исследований. Десять лет спустя, когда ученые из Франции пересмотрели эти находки, оказалось, что бактерии были вовсе не бактериями, а скорее вирусом! Очень крупным вирусом, если быть точным.

В своей статье, озаглавленной «гигантский вирус в амебе», они описывают 500-Нм вирус (500 нанометров, маленький для наших глаз, но огромный для крошечного мира вирусов) с белковым капсидом. Его генетический материал, линейная двухцепочечная ДНК, больше, чем у многих бактерий — около 1,2 миллионов пар нуклеотидов! Это был самый большой вирус, который кто-либо когда-либо обнаруживал.

Из-за его бактериального маскарада ученые решили назвать вирус «мимивирусом» или «имитирующим микробом». Этот мимивирус назвали Acanthamoeba polyphaga mimivirus, или сокращенно APMV.

5 лет спустя, в 2008 году, ученые нашли еще более крупный вирус из того же семейства вирусов, но на этот раз он был не один. Более мелкий вирусный компаньон также присутствовал, но он присутствовал только у тех амеб, которые были инфицированы мамавирусом (близкий родственник мимивируса). При ближайшем рассмотрении выяснилось, что меньший вирус не заражал амебу, а его мишенью был более крупный мамавирус.

«Спутник», как они решили его назвать, представляет собой небольшой 50-Нм вирус с всего лишь 18,343 оснований двухцепочечной ДНК. Чтобы обеспечить выживание, он зависит от заранее построенной вирусной фабрики мимивируса.

Как работают вирусы

Вирусы не способны размножаться самостоятельно. Им не хватает механизма для репликации своего генетического материала или создания новой внешней оболочки — белкового капсида. Если у вируса действительно есть эти «машины», у них все равно не будет никакого способа производить какую-либо энергию для их питания, так как они не едят и не дышат. Для всего этого им нужен хозяин. В научном плане они являются паразитами.

Вирус проникает в клетку-мишень, вводя в нее свой генетический материал, оставив внешний скелет позади. Этот генетический материал будет проникать в ДНК клетки-хозяина и обманывать клетки, заставляя их следовать инструкциям в вирусном коде, а не своим собственным. Клетка-хозяин теперь становится фабрикой, единственной функцией которой является производство вирусов.

Используя энергию клетки, вирус может создать от одной сотни до нескольких сотен тысяч своих копий. Клетка в конечном итоге умирает, и вирусы разрушают ее, чтобы заразить других хозяев.

Многие другие невирусные паразиты работают аналогичным образом. Пиявки — это паразиты, сосущие кровь хозяина. Плазмодий, вызывающий малярию, использует клетки своего хозяина для размножения и получения энергии. Кошачий паразит токсоплазмоз работает аналогичным образом. Но как вирус может заразиться, если сам вирус зависит от другого живого существа?

Метод Спутника

Мамавирус устанавливает подобную систему внутри своего хозяина, Acanthamoeba polyphaga. Он использует амебу, чтобы сделать больше копий себя и открывает амебу, когда работа сделана. Когда входит Спутник, он «крадет» настройку мамавируса, чтобы сделать больше своих собственных копий.

Инфекция наносит вред мамавирусу, вызывая неудачные попытки копирования или вызывая аномальные капсиды. По мере того, как Спутник создает все больше копий себя, больший вирус проигрывает. Мамавирусы не будут производить много копий, что уменьшит вероятность заражения других хозяев.

Как бы это ни было интересно, это не первый случай, когда один вирус использует механизмы другого вируса для размножения.

Многие вирусы, называемые сателлитными вирусами, проникают в клетки, которые уже заражены другим вирусом, называемым “вспомогательным вирусом», и используют механизмы последнего для размножения.

Глубоко в океане

Со времени открытия Спутника ученые открыли целый новый мир вирофагов и сопровождающих их гигантских вирусов. Наши океаны, кажется, кишат вирофагами. После Sputnik появился Mavirus, который заражает Cafeteria roenbergensis, морской одноклеточный организм.

Достаточно скоро ученые начали находить еще больше вирофагов. Были обнаружены еще три спутника, а также вирусы с интересными названиями, такими как Замилон (в переводе с арабского означает «сосед») и еще один вирофаг из Антарктиды, вирофаг органического озера. Все они теперь подпадают под одну семью, Lavidaviridae.

Вирофаги и их способность заражать другие вирусы вызвали споры о природе вирусов. Они живые? Какое место они занимают в нашем мире и как они вписываются в эволюцию жизни?

Исследователи сейчас изучают то, как такие «вирусные инфекции» могут вызывать передачу генетического материала через различные вирусы и их клетки-хозяева.

Все это также поднимает вопросы о вирусных заболеваниях. Сможет ли вирофаг помочь нам бороться с другими вирусными патогенами?

Сложно сказать, так как в этой конкретной области очень мало исследований. В 2012 году исследователи из Университета в Марселе, Франция, зарегистрировали антитела против вирофагов у двух французских пар, возвращающихся из поездки в Лаос. Это указывает на то, что организм способен распознавать и, возможно, усиливать иммунный ответ против вирофагов. Могут ли они вызывать заболевания, еще неизвестно.

Со времени открытия первого вируса в конце 1800-х годов ученые были озадачены их природой. Они живут на грани жизни — и являются загадкой с точки зрения того, что можно считать «живым». С каждым открытием вирусы становились все страннее и сложнее. Исследования вирофагов все еще находятся в зачаточном состоянии, и это означает, что никто не знает, какие захватывающие тайны о жизни на Земле они могут раскрыть!