Учёные обнаружили организмы, которые могут поедать вирусов

Жизнь на нашей планете настолько удивительна и разнообразна, что на ней есть организмы, питающиеся вирусами. Хотя казалось бы – ну кому взбредет в голову ими питаться?
На самом деле на обеденной тарелке, которой по сути и является Земля, существует настоящий буфет вирусов. Безусловно, то, что ученые до сих пор не определили вид, который намеренно ест вирусы для получения энергии немного сбивает с толку, однако все больше доказательств свидетельствует о том, что по крайней мере одна группа организмов может питаться богатыми питательными веществами вирусами: протисты, микроскопические и часто одноклеточные организмы, которые ученые изо всех сил пытались поместить на древо жизни. Как и вирусы, протисты бурлят в морской воде миллиардами и триллионами — и некоторые из них, согласно результатам недавно опубликованного исследования, могут питаться морскими вирусами. Если полученные результаты окажутся верными, они могут перевернуть с ног на голову многовековую догму: вместо того, чтобы действовать только как болезнетворные агенты хаоса и уничтожать жизнь, вирусы могут в некоторых случаях играть определенную роль в ее подпитке и поддержании.

Перед вами электронная микрофотография колонии хоанофлагеллятных розеток. Исследователи изучают, могут ли эти одноклеточные организмы питаться вирусами в Мировом океане.

Кто питается вирусами?

Итак, авторы научной работы, опубликованной в сентябре 2020 года в журнале Frontiers in Microbiology объявили об открытии двух организмов, которые питаются вирусами. Это – первое достоверное открытие такого типа существ в истории.
«Полученные в ходе работы данные показывают, что многие протистские клетки содержат ДНК широкого спектра неинфекционных вирусов, но не бактерий, что является убедительным доказательством того, что они питаются вирусами, а не бактериями», – слова одного из соавторов исследования Рамунаса Степанаускаса, микробиолога из Лаборатории океанологии Бигелоу в штате Мэн, приводит портал Futurism. На самом деле важность нового открытия сложно переоценить, поскольку полученные результаты противоречат преобладающим в настоящее время взглядам на роль вирусов и протистов в морской пищевой цепочке.
Царство протистов – это группа эукариотических организмов, отличающихся своим многообразием. Примечательно, что большинство протистов одноклеточные и менее сложные по строению, чем другие эукариоты.
Несмотря на то, что сама по себе научная работа не может установить связь между протистами и вирусами, исследователи отмечают, что протисты были обнаружены во множестве мест обитания – от гниющих пней деревьев до кишок животных, и, возможно, развили по крайней мере столько же стратегий поведения, чтобы прокормиться и выжить. Так эти эти простейшие организмы, судя по всему, питаются всем подряд, они вполне могут позволить себе полакомиться вирусами.
Интересно, что команда исследователей под руководством Рамунаса Степанаускаса начала этот проект более десяти лет назад. Первоначально ученые намеревались изучить хищнические предпочтения морских протистов, многие из которых питаются бактериями. Но наука не стоит на месте и теперь мы знаем, что протисты едят другие одиночные клетки.

Клеточный сортер с активацией флуоресценции используемый для разделения отдельных клеток протистов в лаборатории Бигелоу для изучения океанических наук.

В ходе исследования ученые собрали образцы морской воды из залива Мэн и Средиземного моря и выделили почти 1700 отдельных протистов. Затем они вскрывали клетки по одной и анализировали их содержимое. Любой генетический материал, который отличался от материала протиста, по мнению исследователей, вероятно, был сигнатурой чего-то съеденного микробами. Так, в двух типах крошечных существ, известных как choanozoans и picozoans, исследователи обнаружили образцы вирусного генетического кода — и поскольку ни один из них не уязвим для вирусной инфекции, ученые полагают, что протисты нередко перекусывали вирусами.

Странные организмы

Однако повторяющиеся раунды анализа одновременно удивили и разочаровали ученых. Дело в том, что в собранных образцах не было обнаружено большого количества бактериального материала. Вместо этого перед исследователями предстали вирусы всех форм и размеров, иногда уничтожающие клетки десятками. В прошлом у протисты из двух групп, choanozoa и picozoa, никогда не были найдены без вирусных генов в их клеточном грузе, хотя еще в 1990-х годах исследователи предположили, что некоторые виды протистов могут быть способны кооптировать вирусы в пищу.
Как пишет The New York Times, в некоторых ранних экспериментах ученые смешивали два типа микробов вместе в лаборатории, чтобы увидеть, будут ли протисты потреблять и переваривать вирусы. Но, несмотря на обнадеживающие результаты, в последующие годы этому направлению исследований уделялось относительно мало внимания.

Между тем, генетические эксперименты, которые исследуют одну клетку за раз, могут помочь укрепить аргументы в пользу вирусного потребления, так как могут показать, что протисты ели в естественных условиях — это почти то же самое, что и исследование содержимого желудка хищного дикого животного. Технологии, достаточно точные и мощные для подобных исследований, появились только в последние годы.
И все же обнаружение вирусного генетического материала в клетке или вокруг нее не гарантирует, что вирус когда-то был обедом. Например, некоторые вирусы могли заразить протистов или просто прилипнуть к поверхности клеток. Но есть еще одна интересная возможность. Она заключается в том, что вирусы заразили бактерии, которые затем были поглощены протистами, создав своего рода микробный рулет. Но вирусный и бактериальный генетический материал не всегда отслеживаются вместе, так что некоторые протисты, возможно, пропустили посредника и направились прямо к вирусной еде.
Генри Уильямс, микробиолог из Флоридского университета, который не принимал участия в исследовании, отметил, что некоторые протисты могут случайно поглощать вирусы. «Возможно, большую часть времени протисты находятся в режиме интенсивного выгула, а все, что попадается им на пути и в пределах определенного диапазона размеров, может быть уничтожено» – сказал он.
Но если вирусы действительно появляются в меню протистов, остается неясным, являются ли они основным блюдом или жалким гарниром. Некоторые протисты могут иногда перекусывать вирусами, которые могут быть частью их разнообразной диеты, в то время как другие питаются исключительно ими. «Вирусы богаты фосфором и азотом и потенциально могут быть хорошим дополнением к богатой углеродом диете, которая может включать клеточную добычу или богатые углеродом морские коллоиды”, – пишут исследователи в своей работе.
Так или иначе, пока другие ученые будут проверять выводы исследования команды Рамунаса Степанаускаса, на сегодняшний день можно с уверенностью сказать – крошечные организмы, питающиеся вирусами – это редкость в экосистеме Земли.
Читать далее →