Как появились первые вирусы на Земле? Древние вирусы
Какие древние вирусы обнаружил человек - Чеснок
Недавно учеными был обнаружен штамм вируса, который прибывал в состоянии глубокого «сна» на протяжении 30 тысяч лет в вечной мерзлоте на Сибири. После того, как вирус был разморожен, он снова стал представлять собой угрозу.
«Проснувшаяся» угроза в сибирской мерзлоте
Скрытый в толще льда вирус находился в неактивном состоянии на протяжении многих лет. Однако сравнительно недавно он «проснулся» и стал нападать на амеб, выдавая себя за бактерию, которую используют в пищу эти простейшие одноклеточные организмы. Попадая в тело амебы, вирус начинает активное размножение.
Ученые дали ему название Pithovirus sibericu. Из-за довольно крупных размеров вирионов, найденный вирус был отнесен к числу гигантских. Он занимает первое место по габаритам среди всех известных ученым представителей своей категории. Для животных и человека никакой опасности этот микроорганизм не представляет. Но по словам французского ученого, он примечателен тем, что несмотря на длительный срок пребывания в режиме сна, он по-прежнему сохранил заразность. Из этого следует, что самая серьезная угроза для человечества может «спать» во льдах, которые в последнее время активно тают из-за парникового эффекта, и ждать своей участи.
Pandoravirus salinus
Это название еще одного вируса, который был найден всего за год до Pithovirus sibericu, и также относится к числу гигантских. В последнее время заметно участились подобные открытия, связанные с таянием льдов. Название вируса, которое на русском звучит как «Пандора», было придумано не с проста. Ученые сравнивают подобные находки с открытием ящика Пандоры. Лишь дальнейшее глубокое изучение микроорганизмов позволит сделать вывод, какова их роль в биологии. Как и предыдущий «собрат», этот вирус для человека угрозы не несет. Однако в его вирионе были найдены еще неизвестные ранее гены. Это наводит ученых на мысль об открытии новой ветви в древе жизни.
Предок сибирской язвы
Недавно в Якутии были обнаружены останки молодой особи мамонта, которая хранилась во льдах не менее 32 тысяч лет. Этот экспонат заинтересовал ученых, поскольку животному на момент смерти едва исполнилось 2 года. Сенсационную находку длительное время изучали ученые многих стран мира. Спустя год удалось установить причину смерти мамонта, которой оказался вирус сибирской язвы. Однако обнаруженные организмы, которые, между прочим, продолжали свою активность, отличались от того вируса, хорошо известного в наше время. Причиной различий является мутация, происходившая на протяжении многих лет. Несмотря на возраст вируса, он может представлять потенциальную угрозу для человека. Его существование доказывает, что сибирская язва существует уже длительное время. Вполне возможно, что именно эта древняя внеклеточная форма жизни послужила причиной вымирания мамонтов.
Вирус, схожий с бактерией
Ученые до сих пор не могут сойтись во мнении, стоит ли относить вирусы к представителям живой природы или нет. И с каждым новым открытием вопросов становится только больше. Изучая причину вспышки гриппа, британские ученые нашли новый объект, находившийся в клетке амебы. По своим размерам он был сопоставим с известными бактериями, однако по поведению должен был быть отнесен к числу вирусов. В связи с мимикрией под бактерию ему было дано наименование Mimi. Ни тщательно изучение, ни расшифровка генома нового объекта убедительных результатов не дали. Микроорганизм способен синтезировать 150 различных белков. Но самое интересное заключается в том, что Mimi может восстанавливать поврежденную наследственную информацию, что абсолютно несвойственно неклеточным инфекционным агентам. Даже сейчас ученые не знают, что представляет собой этот объект. Некоторые из них предполагают, что мы имеем дело с одним из эволюционных звеньев.
Вирус, существующий более 19 миллионов лет
Обнаруженный в ДНК зебровой амадины (представители класса птиц) вирус, принадлежащий к группе гепаднавирусов, жил примерно 19 млн лет назад. 10 хромосом ДНК содержали 15 фрагментов ложной генетической информации. Сенсационность открытия состоит в том, что геном птиц был поражен 19-40 миллионов лет назад.
Вирус оспы
Вирусы относятся к числу самых жизнеспособных организмов. Еще в давние времена людям был известен вирус оспы, который стал причиной огромного числа смертей. Предполагают, что египетский фараон Рамзес V умер в связи с заболеванием, причиной которому являлся этот микроорганизм, следы которого были найдены на его мумии. Скорее всего, древние египтяне уже хорошо знали про него. Ученые научились вылечивать оспу только к концу 20 века, и сейчас практически не фиксируют случаи этой болезни. Но нельзя сказать, что нам удалось полностью победить этот вирус. Вероятно, микроорганизмы сохранились в ледниках, которые тают все быстрее.
Вирус, способный восстанавливать самого себя
Французским ученым в 2006 году удалось восстановить древний вирус и заразить им клетку человеческого организма. Исследователи проследили весь процесс: от проникновения вириона в клетку, до внедрения наследственной информации. Кроме человеческой клетки были также использованы наименьшие единицы жизни некоторых млекопитающих. В каждом случае вирусу удавалось быстро осуществлять проникновение и внедрять свои гены. Оказалось, что он способен использовать клетку для продуцирования новых вирионов, которые в последствии проникали в другие клетки и успешно инфицировали их. Благодаря этой особенности его назвали «Фениксом».
tchesnok.ru
Опасные вирусы древности
Как-то в Лос-Анджелесе один любитель антиквариата внезапно заболел неизвестной современным врачам формой гриппа. Когда стали разбираться, оказалось, что накануне он приобрел старинную кровать эпохи Людовика XIII, в которой до наших дней благополучно сохранились вирусы так называемой «болезни королей», широко известной в XVI—XVII столетиях.
В результате пришлось потратить немало сил и времени на борьбу с этим посланником прошлых веков...
Жизнестойкость некоторых видов микробов поистине удивительна. Периодически появляются сенсационные сообщения об обнаружении и оживлении микроорганизмов, находившихся в состоянии анабиоза десятки, сотни, тысячи и даже миллионы лет!
Так, в 1956 году были оживлены споры сибирской язвы, выделенные еще в 1888 году Л. Пастером. В Лондоне в крупнейшем ботаническом саду Кью-Гарденс, где хранится гербарий, регулярно пополняемый с 1640 года, в комочках почвы, приставших к корням растений, английский микробиолог П. Снис сумел обнаружить вполне жизнеспособные споры целого ряда микробов. Причем они находились в почве, попавшей в гербарий почти 300 лет назад! По мнению ученого, в тонне сухой почвы несколько жизнеспособных спор могут сохраняться даже тысячу лет.
В 1959 году немецкий микробиолог Г. Домбровский наблюдал под микроскопом обычную картину: в капельках минеральной воды, которую исследовал ученый, находились различные микроорганизмы. Он сразу же приступил к изучению непрошеных гостей, которые могли безвозвратно загрязнить новый источник. Однако вскоре выяснилось, что эти микроскопические существа не похожи ни на один из известных на тот момент видов.
Обнаруженных бактерий доктор Домбровский назвал псевдомонас галокрена, что означало «бактерии соляных источников». Но откуда взялись эти таинственные микроорганизмы оставалось неизвестным. В 1962 году в образцах соли, взятых в районе цех-штейна близ источников Бад-Наухайма, поднятых с глубины 209 метров и растворенных затем в питательном бульоне, в скором времени выросли колонии микроорганизмов, в которых можно было узнать все тех же псевдомонас галокрена.
Эти же бактерии были обнаружены и при микроскопическом исследовании сухих образцов добытой соли. Заключенные в прозрачных соляных кристалликах, они были готовы вновь вернуться к жизни спустя миллионы лет! В ходе дальнейших исследований в новых пробах соли, взятых с глубины 400-700 метров из других районов древнего моря цехштейна, Г. Домбровским были вновь выделены колонии тех же бактерий. Были также исследованы образцы каменной соли из других стран.
И опять в питательном бульоне во всех случаях развивалась жизнеспособная бактериальная флора. В образцах, взятых в районе Саскачевана в Канаде, были обнаружены и оживлены бактерии, возраст которых насчитывал 360 миллионов лет. А из окаменевшей соли, добытой в районе Иркутска, были выделены бактерии в возрасте 500-600 миллионов лет, жившие на заре палеозойской эры!
ПРЯЧУТСЯ ВЕЗДЕ!
Американский микробиолог Ч. Липман в ходе исследования стен древних индейских пирамид в Перу, возраст которых примерно 4 800 лет, и в угольных пластах, возраст которых оценивали в 300 миллионов лет, тоже сумел обнаружить вполне жизнеспособные бактерии.
В середине 1970-х годов английские ученые при исследовании развалин римского форта Виндоланда, датируемого примерно 90-м годом н. э. и расположенного неподалеку от Карлайла, обнаружили жизнеспособные споры микроскопических грибов — актиномицетов.
Российские ученые во время раскопок в Якутии нашли в древних слоях вечной мерзлоты неизвестные современной науке и вполне жизнеспособные бактерии, возраст которых составлял около 2 миллионов лет.
БОЛЕЗНЬ ИЗ-ПОД ЗЕМЛИ
Как же относиться к подобным открытиям? Во-первых, они являются весьма наглядным подтверждением того, что многие виды микробов обладают поистине удивительной жизнестойкостью и приспосабливаемостью к неблагоприятным изменениям окружающей среды. Образуя споры, они как бы консервируют себя и способны выдерживать воздействие высоких и низких температур, давления, длительное высушивание и т. д. При попадании в благоприятные условия споры прорастают и появляются вегетативные формы живых микробов. При этом низкие температуры в некоторых случаях способствуют довольно длительному сохранению даже тех микроорганизмов, которые спор не образуют.
Но, помимо всего прочего, открытия подобного рода свидетельствуют и о возникающей в связи с этим весьма серьезной опасности. Дело в том, что в наше время уже зафиксированы случаи появления подобных микробов, неожиданно оживших после длительной спячки. Так, в 1982 году в одном из колхозов Пермской области одна из коров внезапно заболела сибирской язвой. Вначале было непонятно, откуда же взялась эта болезнь и где искать ее источник, так как случаев заболевания сибирской язвой в тех местах не помнили даже старожилы.
Как потом выяснилось, летом на берегу реки Шаква группа студентов-археологов обнаружила древнее поселение. В ходе раскопок появилось предположение, что примерно в VII веке здесь свирепствовала какая-то болезнь, от которой погибло немало людей и животных. Оставшиеся в живых жители поселения сожгли свои дома и покинули эти места. Около раскопов постоянно паслось колхозное стадо, а в пробах грунта, взятых там микробиологами, оказались споры сибирской язвы, которые в течение тринадцати столетий спокойно дремали в глубинах земли.
Любопытный случай произошел с Алисой Кинг, жительницей американского городка Рипли. От своей бабушки она получила в наследство роскошную коллекцию всевозможных вееров и опахал. Однажды, готовясь к благотворительному балу, Алиса просматривала их и остановила свой выбор на старом опахале из страусовых перьев, привезенном в свое время из Египта. После двух часов работы опахало превратилось в изящный веер, с которым Алиса отправилась на бал. Но к утру следующего дня женщина внезапно занемогла. После проведенного обследования врачи поставили диагноз: холера. На веере, которым пользовалась больная, были обнаружены холерные вибрионы, сохранившие свою жизнеспособность в течение 76 лет.
Рамон Санчес, житель города Ило в Перу, работая на своем земельном участке, случайно обнаружил древнее захоронение инков. Ночью он вскрыл каменный саркофаг, где находилась высохшая мумия, на которой висела единственная ценная вещь — золотой медальон. Довольный Санчес снял изящную вещицу и, решив, что она будет отличным амулетом, повесил ее себе на шею. Но незадачливый кладоискатель не сумел сохранить в тайне историю своей находки и однажды, слегка выпив, случайно проговорился об этом.
Вскоре Рамон Санчес, всегда отличавшийся крепким здоровьем, внезапно заболел и стал чахнуть буквально на глазах. Врачи определили у него туберкулез, и ему пришлось лечь в больницу. Слухи о его находке к тому времени достигли столицы страны, и на месте усыпальницы древних инков начались интенсивные археологические раскопки.
В ходе проведенного исследования ученые пришли к весьма интересному открытию, которое буквально потрясло лежащего на больничной койке искателя сокровищ. Оказалось, что в этой могиле лежала женщина, похороненная почти тысячу лет назад. В жарком климате пустыни Атакама ее тело высохло и хорошо сохранилось, превратившись в мумию. В ходе проведенных медицинских исследований в ее коже, правом легком и других местах были обнаружены бактерии, которые все это время сохраняли свою жизнеспособность.
Американский микробиолог Уильям Сало идентифицировал их как микобактерии туберкулеза. Кстати, это открытие стало еще одним подтверждением, что туберкулез существовал в Латинской Америке задолго до того, как туда прибыли первые европейцы. В связи с этим стала понятна причина заболевания перуанского крестьянина. Вполне возможно, что он заразился, вдыхая воздух вместе с частицами пыли, поднятой при вскрытии могилы. Или же опасность таилась в золотом медальоне, который он гордо носил.
Но как бы там ни было, коварные бактерии тысячу лет ждали своего часа и в конце концов нашли-таки свою жертву.
Дмитрий МАКУНИН
Интересные материалы:
Мегаполисы меняют климат на планете
nlo-mir.ru
Древние вирусы внутри нашей ДНК
Около 8% нашей ДНК на самом деле вовсе не наши.
Они достались человеку от древних вирусов, которые инфицировали его предков миллионы лет назад.
Новое исследование показало, что вирусная ДНК в клетках людей закреплена не просто так: она помогает запускать иммунный ответ и защищает от инфекций.
На страницах нового выпуска Science сотрудники Университета Юты (США) рассказали о том, как эволюция изменила предназначение доисторических вирусов, превратив их в мощное оружие против современных угроз. Оказалось, что за миллионы лет они стали неотъемлемым компонентом врожденного иммунитета людей, и «отключение» этого компонента могло бы оставить нас беззащитными перед болезнями.
«Мы доказали, что эти так называемые эндогенные вирусы сформировали нашу нынешнюю биологию. Геном млекопитающих – это настоящий резервуар с вирусными ДНК, которые когда-то контактировали с их предками и которые в итоге создали их врожденный иммунитет», - утверждает доктор Цедрик Фешотте (Cédric Feschotte), преподаватель генетики человека.
Напомним, что врожденный иммунитет обеспечивает способность человека бороться с опасным биологическим материалом, начиная с момента появления на свет. Этот иммунитет с нами всегда (не требует предварительного контакта с антигеном), он реагирует на инфекции быстрее, чем приобретенный иммунитет, однако он гораздо менее избирателен.
В ответ на вторжение чужеродного и потенциально опасного агента (вирус, бактерия) иммунная система выделяет интерфероны – молекулярный сигнал тревоги, который немедленно активирует сотни различных генов, помогающих бороться с врагом, пока не подоспеют другие звенья иммунитета.
Просматривая базы данных генома человеческих клеток, американские ученые обнаружили в них тысячи генов от эндогенных ретровирусов, которые должны активироваться интерферонами. Поскольку эти вирусы совершили «авариную посадку» на нашу ДНК миллионы лет назад, они давно утратили способность вызывать инфекцию, но вместо этого были завербованы иммунной системой и теперь служат нам на благо.
Чтобы проверить эту догадку ученые при помощи инструмента для редактирования генов CRISPR/Cas9 удаляли из генома клеток известные вирусные последовательности. В результате клетки без вирусной ДНК не могли нормально отвечать на интерферон и становились более уязвимыми к инфекциям.
«Скорее всего, это не случайность, что человеческий организм оставил себе вирусные гены и начал их использовать. Если раньше эти вирусы часто атаковали наших предков, то приобретенный иммунитет сначала нуждался в контакте с ними, а только потом начинал действовать. Сохранив вирусную ДНК внутри себя, мы получили более надежную защиту – врожденный иммунитет, который позднее совершенствовался», - пояснили авторы исследования.
medbe.ru
Ретровирусы | Журнал Популярная Механика
Реликты, доставшиеся нам от ископаемых вирусов, атаковавших на заре эволюции наших предков, пришли в полную «негодность» и утратили свою былую силу. Хотя при некоторых условиях они все-таки могут «тряхнуть стариной» и показать свою губительную мощь. Несколько лет назад было обнаружено, что внутренние (эндогенные) ретровирусы человека могут взаимодействовать с внешними вирусами, такими как ВИЧ. Со стороны это выглядит как дружеская кооперация: «домашние» вирусы могут поставлять в случае нужды вирусам, проникшим извне, необходимые «комплектующие» (белковые структуры) для эффективного внедрения последних в геном человека.
Жизненный цикл ретровируса Вирус прикрепляется к строго определенным клеткам хозяина благодаря образованию связей белков капсида и рецепторов на поверхности клетки. После проникновения в клетку собственные ферменты или ферменты клетки хозяина разбирают капсид. Вирусная РНК высвобождается и подвергается обратной транскрипции: обратная транскриптаза формирует по матрице РНК цепочки ДНК, а интеграза инициирует проникновение провирусной ДНК в ядро и включение ее в геном хозяина. В ядре происходит процесс репликации (повторной сборки) вирусной РНК, который уже стал неотъемлемой функцией генома хозяина. В хозяйской цитоплазме вирусная РНК обзаводится капсидом. Отпочковываясь от клетки, обновленный вирус прихватывает с собой часть мембраны хозяина, используя ее в качестве собственной оболочки.
Это было доказано в 2009 году группой ученых из Канады, Франции, Швейцарии и США под руководством Ханса Хенгартнера. Исследователи проследили, как внешний РНК-вирус lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) получал помощь от эндогенного ретровируса intracisternal A-type particle (IAP), тихо сидевшего внутри клетки. «Домашний» ретровирус IAP предоставлял попавшему в организм чужаку LCMV свою транскриптазу — фермент, необходимый для внедрения вируса в ДНК животного. Причем ученые ставили эксперименты с геномами разных животных, в том числе и человека, и везде результат был один — вирусы помогали друг другу.
Можно наблюдать и другие случаи удивительной взаимопомощи между вирусами: эндогенные ретровирусы человека могут отдавать свои ферменты, протеиназы, вирусу иммунодефицита. Именно таким поразительным образом ВИЧ успешно противостоит попыткам людей победить его: некоторые современные лекарства против ВИЧ рассчитаны на подавление протеиназы. Не случайно академик РАН Евгений Свердлов, много лет посвятивший изучению вирусов, сравнил эндогенные ретровирусы с «пятой колонной» ВИЧ. Кроме этого, с ВИЧ-инфекцией ассоциировано сразу несколько разных вирусов, которые взаимно усиливают пагубное действие друг друга. От таких фактов даже у опытных ученых захватывает дух: вирусы объединяются против человека!
Устройство вириона РНК ретровируса располагается в белковой оболочке под названием капсид. Наружная липидная оболочка покрыта ворсинками длиной 8−10 нм. Вирион имеет форму икосаэдра (двадцатигранника) и диаметр 80−100 нм.
Двигатель прогресса
Еще в конце 1980-х годов можно было встретить утверждение о том, что ретровирусы не способны вызывать эпидемический процесс. И отсюда — бесплодные попытки ученых создать вакцину против ВИЧ. Ретровирусы и сегодня не утратили своей способности вызвать большую пандемию. Однако ретровирусы, по мнению ученых, могут быть полезными. Предполагается, и не без оснований, что они сослужили нам хорошую службу в процессе эволюции, передав человеку и другим живым организмам свои структурные элементы, ставшие впоследствии нашими генами.
Сегодня уже точно известен целый ряд важных генов, берущих свое начало от ретроэлементов. Прежде всего это некоторые гены, участвующие во внутриутробном развитии плода. Несколько лет назад появились данные, что ретровирусы могли сыграть весомую роль в эволюции плацентарных животных. Появление у древних организмов плаценты — важный этап их эволюционного развития в сторону усложнения. Плацента позволила предкам человека продлить внутриутробное развитие. Именно с этим сегодня связывают кардинальные изменения у млекопитающих, живших около 60 млн лет назад, — увеличение размеров мозга и постепенное развитие умственных способностей. Исследователи из Токийского медицинского университета изучили влияние гена Peg10 на развитие плаценты у мышей. Они обнаружили, что мышиные эмбрионы, у которых ген Peg10 был деактивирован, погибали на десятый день после зачатия из-за явного нарушения развития плаценты. Ген Peg10 имеет структуру, схожую с ретротранспозоном Sushi-ichi. Предполагается, что этот транспозон внедрился в геном древних млекопитающих, а затем в процессе эволюции «одомашнился» и стал в качестве одного из генов выполнять важные функции в развитии плаценты.
В 2008 году группа датских генетиков, Андерс Кельдберг и его коллеги, описали еще одну группу генов, которые достались нам в результате «молекулярного одомашнивания». Вирусы имеют в своем составе ген env, ответственный за синтез белков вирусной оболочки. Датские ученые обнаружили, что некоторые из генов env, а именно ENVV1 и ENVV2, оставшиеся от реликтовых вирусов возрастом 50−70 млн лет, в ходе эволюции превратились в «полезную» часть ДНК. Теперь эти гены работают в клетках плаценты человека и обезьян. Предполагается, что они могут управлять слиянием клеток в ходе формирования наружного слоя плаценты и защищать эмбрион от иммунной системы матери. Также возможно, что эти вирусные гены защищают эмбрион от других ретровирусов.
В 2013 году большая группа российских ученых из нескольких лабораторий (А.А. Буздин и его коллеги) обнаружили еще один эндогенный ретровирус, подвергшийся «молекулярному одомашниванию». Они исследовали большую группу ретровирусов, характерных исключительно для человеческого генома, — human-specific endogenous retroviruses (hsERV). Таких ретровирусов, по приблизительным подсчетам, в нашей ДНК имеется более ста копий.
Основной целью российских биологов был поиск ретровирусов hsERV, которые осуществляют функции энхансеров (усилителей). Энхансеры — это нуклеотидная последовательность с регуляторными функциями, которая обычно находится вблизи (или внутри) генов и повышает их экспрессию. Из всех обнаруженных на сегодня hsERV лишь шесть копий находились в районах обычного расположения энхансеров. Изучив эти шесть ретровирусов, исследователи смогли выявить один hsERV, расположенный вблизи важного гена PRODH.
Ген PRODH кодирует фермент пролиндегидрогеназу, связанный с синтезом глутамата, одного из нейромедиаторов, стимулирующего передачу сигналов возбуждения в нервной системе. У шимпанзе аналогичный ген во всех местах его расположения (в гиппокампе, префронтальной коре и хвостатом ядре) не имеет рядом с собой участка ДНК с эндогенными ретровирусами и менее активен по сравнению с человеческим. Есть основания полагать, что внедрение ретровируса вблизи этого гена сыграло весомую роль в развитии умственных способностей человека.
www.popmech.ru
Как появились первые вирусы на Земле?
Есть все основания считать, что вирусы - крайне древная штука.
Исследовать историю вирусов проблематично, поскольку они не оставляют окаменелостей, а так же из-за их махинаций по копированию себя. Дело усложняет то, что вирусы могут заражать не только людей, но и бактерий, морских водорослей и даже грибов.
Но не зря учёные прохлаждаются в своих лабораториях - они сумели собрать воедино теории о происхождении вирусов. Учёные исходили из того, что вирусы вроде герпеса или ангины обмениваются своими свойствами с клеткой-хозяином. Можно предположить, что вирусы изначально были вроде больших кусков ДНК, а затем стали независимыми, или что вирусы возникнули на заре эволюции, и некоторые из них оставались долгое время в геномах клеток. Тот факт, что у вирусов, которые заражают людей и бактерий, есть общие особенности, наталкивает на мысль, что они имеют общее происхождение, и возникли примерно несколько миллиардов лет назад. Это выделяет ещё одну проблему с отслеживанием истории вирусов: они состоят из множества мелких частиц, которые поступают из различных источников. Я бы сравнил строение вируса с современной новогодней ёлкой - они разных цветов и форм, из разного материала, с новогодними игрушками бесконечно различных форм и расцветок.
Тот факт, что такие смертоносные вирусы, как Эбола, а также их отдалённые родственники, вызывающие корь и бешенство, можно найти только внутри ограниченного количества видов предполагает, что эти вирусы являются относительно новыми, в конце концов, эти организмы возникли вместе в недавнее время по меркам эволюции. Многие из этих "новых" вирусов, вероятно, возникли у насекомых много миллионов лет назад, и в какой-то момент в эволюции развили способность инфицировать другие биологические виды. Как полностью проверить свое здоровье? Как узнать о наличии паразитов в организме?Получить консультацию врача-специалистаНа заметку сладкоежкам: как часто нужно сдавать анализы
Считается, что ВИЧ, который впервые возник у людей в 1920 году, является еще одним видом вируса, известным как ретровирус. Эти простые вирусы содержат в себе родственные элементы, встречающиеся в нормальных клетках, поэтому имеют возможность копировать и вставлять себя по всему геному. Есть целый ряд вирусов, которые имеют подобный процесс самокопирования, который изменяет нормальный поток информации в клетках (лат. retro - обратный). Их фирменный способ репликации может быть мостом между истоками жизни на Земле и той жизнью, которую мы знаем сейчас. В сущности, среди наших генов мы узнаём многие "окаменелые" ретровирусы, оставшиеся от заражения далёких предков. Это может помочь проследить нашу эволюцию как вида.
В то же время существуют вирусы с настолько огромным геномом, что учёные не могут точно выяснить, из какой части клетки они родом. Например, самый большой из ныне известных вирусов, мимивирус, имеет геном в 50 раз больше, чем у ВИЧ и больше, чем у некоторых бактерий. Некоторые из таких огромных вирусов инфицируют простые организмы, такие как амёбы или простые морские водоросли. Это указывает на то, что они могут иметь древнее происхождение, возможно, как паразитическая форма жизни, которая затем адаптировалась к образу жизни вируса. Фактически, вирусы могут быть ответственны за существенные эволюционные изменения, особенно у сложных типов организмов.
В конце концов, однако, несмотря на все их сходства и уникальные способности копировать и распространять свои геномы, происхождение большинства вирусов может навсегда остаться нераскрытым.
thequestion.ru
Древний вирус в человеческом геноме — Naked Science
Исследуя эмбриональные стволовые клетки, из которых образуются все типы клеток организма человека, специалисты обнаружили, что за их способность к трансформации ответственен древний ретровирус, когда-то встроившийся в человеческий геном.
Как сообщает National Geographic, это открытие может помочь найти более эффективные методики при лечении диабета, рассеянного склероза, болезни Паркинсона и ряда других заболеваний.
В статье, опубликованной в последнем номере журнала Nature Structural & Molecular Biology, содержится объяснение свойства плюрипотентности стволовых клеток, позволяющего им превращаться в другие типы человеческих клеток.
Авторам исследования удалось показать, что ключевую роль в плюрипотентности играет эндогенный ретровирус подсемейства H или HERV-H.
Ретровирусы ?это РНК-вирусы, которые проникают в клетку хозяина, а затем реплицируются с помощью особого фермента, образовывая ДНК из своего РНК-генома. После «заражения» ретровирусами яйцеклеток или сперматозоидов, молекула ДНК передается потомству. Приблизительно 8 процентов человеческого генома образовались с помощью эндогенных ретровирусов.
Ученые обрабатывали HERV-H фрагментами РНК, которые мешали нормальному функционированию ретровирусов. При этом стволовые клетки прекращали производство белков, ответственных за плюрипотентность.
Специалисты отмечают, что ретровирус HERV-H не ответственен за плюрипотентность клеток других млекопитающих (неприматов). Согласно исследованию, в очень редких случаях, человеческий организм может задействовать также вирусную ДНК, чтобы увеличить эффективность процесса.
Найденные механизмы образования плюрипотентности работают значительно лучше, нежели случайные мутационные процессы, которые лишь в очень редких случаях приводят к полезным изменениям в организме.
? Гийом Бурк, университет Макгилла
naked-science.ru
Древние вирусы, обнаруженные человеком | Colors.life
Научный мир ликует: в вечной мерзлоте после "сна", который длился 30 тысяч лет, активировался вирус Pithovirus sibericu. Он находился в глубоком слое сибирской мерзлоты, но после того, как был разморожен, снова стал опасен.
Сибирская угрозаСкрытая угроза, спящая в толще льда, не дает забыть о себе. В сибирской мерзлоте ученые обнаружили новый вирус, который покоился там тридцать тысяч лет. Найденный неклеточный агент после долгого сна неожиданно начал вести активный образ жизни – «охотиться» на амеб, прикидываясь бактерией, которые служат пищей микроорганизму. Амеба, поглотившая такой вирус, становилась своеобразной лабораторией для его воспроизводства. Новый вид получил название Pithovirus sibericu, он относится к гигантским вирусам и считается наиболее большим из всех известных представителей своей категории. Для человека и животных он не опасен, но ученых поразило другое: «Мы впервые видим вирус, который остается заразным после стольких лет», - заявил профессор Жан-Мари Клавери из Национального центра научных исследований Франции. Это стало очередным предупреждением человечеству, что самая страшная угроза может ждать цивилизацию во льдах.
Секрет ПандорыНадо сказать, что открытие новых вирусов во льдах происходят достаточно часто. Буквально за год до сибирского гиганта был обнаружен еще один его «собрат» из семейства гигантских вирусов, получивший настораживающее имя «Пандора», точнее Pandoravirus salinus. «Обнаружение гигантских вирусов сравнимо с открытием ящика Пандоры», - сообщил микробиолог Жан-Мишель Клавери – «мы даже не можем себе представить, что будет с биологией после того, как мы изучим их подробнее». Pandovarius, как и Pithovirus не опасен для человека. Некоторые ученые, основываясь на наличии у вируса неизвестных доселе генов, предполагают, что это может оказаться неизвестной ветвью дерева жизни.
Чума мамонтов В 2009 году в Якутии работник Пенсионного фонда, прогуливаясь по берегу реки Хрома, случайно обнаружил хорошо сохранившуюся тушу мамонтенка, которая, по мнению экспертов, пролежала в мерзлоте 32 тысячи лет. Особую уникальность представлял для ученых возраст животного, которому на момент смерти было два года – редкий экспонат для мировой науки. Находка быстро стала сенсацией, ее возили по всему миру, пока в 2010 году не обнаружилось, что причина ранней смерти детеныша еще жива, ей оказался вирус сибирской язвы, столь известный нам и в XXI веке. Разумеется, современный вариант вируса стал лишь отдаленно похож на своего «предка» в результате долгой мутации. Тем не менее, бактериологи сообщают, что этот факт не гарантирует безопасность сибирской язвы из ледникового периода. Кстати, обнаружение у мамонтенка сибирской язвы может, наконец, пролить свет на происхождение кладбищ мамонтовой фауны, полагают ученые. Кроме того, выявление у мамонтенка именно этого неклеточного агента доказало древнюю природу вируса сибирской язвы.
Мими Являются ли вирусы живыми, иди же нужно относить их к неживой природе - науке пока не известно. Каждое новое открытие в вирусологии только добавляет неразрешимых вопросов. В Британии в 1992 году при изучении источников вспышки гриппа в амебе был обнаружен неизвестный объект. По диаметру (800 нанометров) он был больше известных вирусов, но бактерией не являлся. Биологи причислили его к вирусам и окрестили Mimi — из-за мимикрии под бактерию. Изучение этого вируса и даже расшифровка его генома не привели ни к каким убедительным результатам. 50 генов Mimi отвечают за такие вещи, которые ранее в вирусах никогда не были замечены. В частности, Mimi способен на самостоятельный синтез 150 видов белков и даже на ремонт собственной повреждённой ДНК, что для вирусов является вообще нонсенсом. Ученые до сих пор не пришли к единому мнению, чем же является однозначно древний Mimi-вирус. Существуют даже предположения, что это одно из звеньев эволюции.
ГемадновирусВ 2010 году учёные из Техасского университета в Арлингтоне обнаружили в ДНК зебровой амадины (птица такая) генетический код вируса возрастом как минимум 19 миллионов лет. Исследователи изучили геном птицы на паразитические вставки, оказалось, что в нём рассеяно 15 фрагментов вируса из группы гепаднавирусов, распределённых по 10 хромосомам. Гепаднавирусы (сочетание слов «гепатит» и «ДНК») – семейство ДНК-вирусов, встраивающих свои последовательности в геномы организма-хозяина. Открытие ученых поразило. По результатам исследования поучлаось, что гепаднавирус поразил геном амадин в промежуток от 19 до 40 миллионов лет назад.
Вирус оспыВирусы - невероятно живучие "существа". Вирус оспы был известен ещё в глубокой древности и "косил" целые народы. В Индии даже существовала богиня оспы в виде молодой женщины в красной одежде — Мариатале. На относящейся к 1160 году до н. э. мумии фараона Рамзеса V обнаружены следы оспы, от которой, по-видимому, он и умер. Это указывает на то, что болезнь была известна в Египте более 3000 лет назад. Эта болезнь казалась роком, недаром в Германии бытовала поговорка “Любовь и оспа минуют лишь немногих”. Бороться с оспой научились только сорок лет назад, но утверждать, что оспа навсегда побеждена пока рано. По мнению профессора Клавери, существует риск того, что оспа на самом деле исчезла только с поверхности земли, но до сих пор осталась в ледниках. А это значит, что эта болезнь может вновь стать угрозой для человечества в XXI веке.
Феникс В 2006 году группа французских исследователей из Института Густава Росси под руководством Тьери Хейдмана реанимировали древний вирус, возраст которого составлял несколько сотен тысяч лет, и поместили его в клетку человеческих тканей. Ученые смогли собственными глазами наблюдать, как ретровирус проникает в клетку не только физически, но и встраивая себя в ДНК. Ученые также провели опыты на органических клетках хомяков и кошек. Во всех случаях вирус быстро адаптировался и заражал объект исследования. Оказалось, что предковый вирус способен воспроизводить свой генный аппарат и в клетках человека, продуцируя новые вирионы, а восстановленные вирионы могут инфицировать свежие клетки, внедряя в них свои паразитические гены. Такой процесс может приобрести циклический характер: ретровирусы воспроизводят новые частицы которые выходят из инфицированных клеток и вновь и вновь заражают здоровые. Потому палеовирус и получил название "Феникс".
Жизненный цикл ретровируса Вирус прикрепляется к строго определенным клеткам хозяина благодаря образованию связей белков капсида и рецепторов на поверхности клетки. После проникновения в клетку собственные ферменты или ферменты клетки хозяина разбирают капсид. Вирусная РНК высвобождается и подвергается обратной транскрипции: обратная транскриптаза формирует по матрице РНК цепочки ДНК, а интеграза инициирует проникновение провирусной ДНК в ядро и включение ее в геном хозяина. В ядре происходит процесс репликации (повторной сборки) вирусной РНК, который уже стал неотъемлемой функцией генома хозяина. В хозяйской цитоплазме вирусная РНК обзаводится капсидом. Отпочковываясь от клетки, обновленный вирус прихватывает с собой часть мембраны хозяина, используя ее в качестве собственной оболочки. 
Устройство вириона РНК ретровируса располагается в белковой оболочке под названием капсид. Наружная липидная оболочка покрыта ворсинками длиной 8−10 нм. Вирион имеет форму икосаэдра (двадцатигранника) и диаметр 80−100 нм. 
