Наиболее распространенный организм в океанах содержит вирус в своей ДНК

Наиболее распространенным организмом в океанах и, возможно, на всей планете является семейство одноклеточных морских бактерий под названием SAR11.

Эти дрейфующие организмы похожи на крошечные желейные бобы и эволюционировали, чтобы вытеснить другие бактерии в борьбе за ресурсы в океанах.

Теперь мы знаем, что эта группа организмов процветает, несмотря на — или, возможно, благодаря — способности размещать вирусы в своей ДНК. Исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology, может привести к новому пониманию стратегий выживания вирусов.

Океанографы обнаружили, что бактерии, доминирующие в морской воде, известные как Pelagibacter или SAR11, содержат уникальный вирус. Вирус относится к тому типу, который проводит большую часть своего времени в состоянии покоя в ДНК хозяина, но иногда активизируется, чтобы заразить другие клетки, потенциально перенося часть генетического материала своего хозяина вместе с ним.

«У многих бактерий есть вирусы, которые существуют в их геномах. Но люди не находили их в самых многочисленных организмах океана», — сказал автор исследования Роберт Моррис, профессор UW по океанографии. «Мы подозреваем, что это, вероятно, распространено или более распространено, чем мы думали — мы просто никогда не видели этого».

Стратегия выживания этого вируса, состоящая из двух частей, отличается от аналогичных стратегий других организмов. Вирус скрывается в ДНК хозяина и копируется по мере деления клеток, но по причинам, которые до сих пор плохо изучены, он также размножается и высвобождается из других клеток.

Новое исследование показывает, что целых 3% клеток SAR11 могут иметь вирус, размножающийся и расщепляющий, или лизирующий (разрушающий) клетку — гораздо более высокий процент, чем для большинства вирусов, населяющих геном хозяина. Это производит большое количество свободных вирусов и может быть ключом к его выживанию.

Эксперименты показали, что вирус переключается на репликацию и разрушение клеток более активно, когда клетки лишены питательных веществ, лизируя до 30% клеток-хозяев. Авторы считают, что бактериальные гены, которые заражаются вирусами, могут помочь другим SAR11 сохранить свое конкурентное преимущество в условиях недостаточного питания.

«Мы хотим понять, как это способствовало эволюции и экологии жизни в океанах», — сказал Роберт Моррис.

Robert M. Morris et al. Lysogenic host–virus interactions in SAR11 marine bacteria, Nature Microbiology (2020). DOI: 10.1038/s41564-020-0725-x