Obří viry mohly být předky všech živých organizmů

Jean-Michel Claverie (Jean-Michel Claverie) a Chantal Aberzhel (Chantal Abergel) - světově proslulý virologists, který věnoval svou kariéru studiem obřích virů. Otevřeli pitovirus poté, co strávil 30 tisíc let v sibiřském ledu a přežil po tolika letech náročných podmínkách.

Zkoumání povahu neobvyklých obřích virů, vědci zjistili, že mají mnohem více zvláštní vlastnosti, než by se dalo očekávat. Za prvé, na rozdíl od drtivá většina virů pitovirus má velmi velkou velikost - je to dokonce více než některé bakterie. Ale nejvíce překvapující, že není zcela závislé na hostitelském organismu, jak by měl viry, a je schopen produkovat některé kroky replikace nezávisle na sobě.

Kromě toho je poměrně velký počet genů pitovirusa liší od genetického sady dalších virů, které mají nejčastěji pouze čtyři geny. Pitovirus má také pět set, a některé z nich se používají k provádění složité úkoly, jako je například vytváření bílkovin a zotavení replikace DNA.

Vzhledem k tomu, z těchto podivných vlastností Aberzhel Claverie a naznačil, že se jednalo o gigantický virus může být klíčem k rozluštění původ života na Zemi. Připomeňme si, že obvyklé viry biologové i do sféry lidského života není pozice, a volat jim non-buněčné infekční agens.

"Typicky, viry spoléhají na buněčných mechanismů hostitelských organismů, která by jim pomoci v replikaci. Proto je třeba buňky jiných lidí používat tyto mechanismy ke svému prospěchu. Jinými slovy, může virus nepřežije bez buněk"- říká Jack Szostak (Jack Szostak), slavný biochemik na Harvardské univerzitě a nositel Nobelovy ceny.

Někteří vědci tvrdí, že objev obří viry mohou obrátit naše porozumění těmto infekčním agens. Ty naznačují, že předkové moderních virů mohou poskytovat "Suroviny" pro vývoj buněčného života a pomohla diverzifikaci živých organismů a tvorbě různých druhů.

"Obří viry jsou dokonalým příkladem toho, jak svět jednoduchých prvků virus mohl proměnit v něco mnohem složitějšího"- říká Evgeny Kunin (Eugene Koonin), výpočetní biolog US National Institutes of Health, které jsou popsány jeho teorii o virového původu života v článku publikovaném v časopise Journal of mikrobiologie a molekulární biologie Recenze.

Kunin a další virologists postupně shromažďovat důkazy, že virům podobné elementy stimulované některé z nejdůležitějších životní fáze tvorby: evoluce DNA a vytvoření první buněčné dělení života do tří domén -Archives, bakterie a eukaryota. Archaea a bakterie, jednobuněčné organismy, které existovaly dlouho před objevením eukaryot, které vznikly v důsledku fúze prvních dvou domén.

Pitovirus jejichž délka je 1,5 mikrometru (foto Jean-Michel Claverie Chantal Abergel).

Video: 5 Pohádkové bytosti, které mohou existovat

Obecně přijímaná teorie o vzniku virů, říká, že byly buď degenerované buňky, které ztratily schopnost pro autonomní replikaci nebo genů z nějakého důvodu nechal za hranice živé buňky. Obří viry, která byla poprvé popsána v roce 2003, podkopal autoritu těchto dvou teorií, protože se jedná o zcela nový a neobvyklý druh organismu.

Vědci trvalo roky identifikovat obří viry. Za prvé, se domnívali, že musí čelit bakterie, protože struktura vlastnil přibližně stejnou velikost jako mnoho bakterií. Navíc, jako výsledek zpracování konkrétní chemická látka, která skvrny jen některé bakterie, virus gigant koupil jasně modrou barvu. Nicméně i přes to všechno, všechno se snaží růst organismu v laboratoři ukázalo marné. Odchod z experimentů vědci umístí jedinečný příklad v mrazáku.

Video: Top Fakt - Všechny problémy

Asi o deset let později, postgraduální studenti se tělo a odnesl ho do laboratoře k Raoul Didier (Didier Raoult), francouzský mikrobiolog, který se specializuje v bakteriích, které jsou obtížné pěstovat v laboratoři. Za prvé, studovat vyšetřovatele těla považuje za silný elektronový mikroskop.

Současně jsme pracovali s Raul Claverie a Aberzhel, ale na jiném projektu. Oni okamžitě poznal virus podobný tvar, navzdory velikosti testovacího organismu nebo jeho jiných neobvyklých vlastností. Virologists okamžitě začal s studii genomu obří viru a nachází se v jeho DNA tisíců genů, což je ještě větší, než některé bakterie. Potom vědci nazývají tělo mimivirus (od napodobování mikroba virus nebo "virus, napodobování mikrob") Z jakého améba trvalo pro bakterie a snažil se polknout.

Claverie a Aberzhel dlouho podezření, že obří viry by měly být široce rozšířeny v přírodě, ale bez povšimnutí, protože na jejich velikost. Vzali vzorky vody hemží améby, téměř v každém navštíveném místě. Tyto dva snímky (jeden z Melbourne, druhá s pobřeží Chile) našli ještě větší virus a nazval jej pandoravirusom.

"Každý experiment, jsme opakovali 10krát. Virus byl tak neobvyklé, že jsme si mysleli, že někde udělal chybu"- připomíná Aberzhel.

Vzhledem k tomu, pandoravirus měl nápadně velké množství genů, asi 2500 kusů, vědci se rozhodli, že nastal čas, aby se vztahují obří virů na novou formu života. Nejvíce překvapující je, že více než 90% z genů viru nemá nic společného s jinými organismy, které obývají Zemi.

Později Claverie a Aberzhel pitovirus zjistil, že předčí pandoravirus ve velikosti a nejsou horší než mu v počtu genů. Neobvyklé genofond přinutil vědce přemýšlet o původu obřích virů. Vzhledem k tomu, že patogen geny jsou velmi odlišné od jiných organismů, biologové navrhli, že obří viry předkové objevily ve velmi raném stádiu vzniku života.

Tato myšlenka je v rozporu s obecně přijímanou teorii, že virus vznikl v nedávné historie vývoje života. Ale pokud se viry mohly před vytvořením buněčného života objeví?

Kunin a jeho kolegové se domnívají, že virus předcházela buněčného života. Podle jeho teorie, tzv "virová svět" (Virus World), dnešní viry předkové vznikl, když byl celý život stále plovoucí ve vodách genetické informace Země aminokyselin a lipidů. Nejdříve Vzorek genetického materiálu, která by mohla být RNA segmentů s relativně malou sadu genů, které se často parasitized na jiné formy protolife k vytvoření kopie sebe.

tito "plešatý" Spousta genetické informace se neustále vyměňovány geny, přičemž jednotky druhé sazby a uvolnění sousedy, které byly již nejsou potřeba. V průběhu doby, říká Kunin, parazitní genetické prvky nebyly schopny reprodukovat sami a stát se moderní viry, které stále nemůže existovat bez cizí buňky. A geny, na nichž jsou parazity, než začal vytvářet překážky, aby se ochránili před genetickými freeloaders, a tak nakonec došlo mobilní život.

Teorie virové svět je v zásadě podobný RNA světa, který říká, že život se poprvé objevila v podobě RNA malých oblastí, které se pomalu se vyvinul do komplexu DNA hostitele. Obě verze jsou konzistentní ve způsobu, jakým první genetického materiálu, ale liší se, když se objevily první virus - před nebo po buněk.

Stoupenci k tomu, že viry se objevily prvořadé, provozovat několik pádný důkaz. Za prvé, celá řada virů značně převyšuje rozmanitost buněčného života. A v případě, že viry byly vedlejší produkt, by byli diverzifikovat podstatně horší, protože buňky by obsahovat celé spektrum genů dispozici virů.

"Stejné dilema vzniká, když hovoříme o původu člověka. Víme, že lidé - lidé z Afriky, jako genetické rozmanitosti mezi obyvateli tohoto kontinentu je mnohem více než v jakékoli jiné části světa. Pokud je to pravda pro lidi, proč to není pravda pro viry?" - ptá Kunin.

Video: Co to stříká? Film je o chemtrails a himtreylah

Za druhé, viry jsou mnohem "tvůrčí"Pokud jde o vlastní reprodukci. Buňky mají jen dva způsoby, jak replikovat svoji DNA: jeden bakterie a další - Archaea a eukaryota. Viry jsou ostatní.

Mimivirus, jeden z prvních obřích virů, zjistili vědci (obr Wikimedia Commons).

Existuje ještě jeden střední teorie, který říká, že viry mohou objevit po primitivních buněk a aktuální. Některé viry, které infikují tři různé oblastech života, mají některé společné proteiny, což naznačuje, že viry se vyvinuly před vznikem života v moderním smyslu. Nicméně, podle zastánců teorie virového světa, viry existovaly dávno před objevením předchůdce veškerého života na Zemi.

Studium obřích virů vedlo k téměř filozofickou otázku, která je život. Podle standardní definice, tradiční viry nejsou živé organismy, jak jsou schopni replikovat své vlastní geny a měli "krást" v hostitelských buňkách.

Video: 5 vědecké důvody pro existenci Zombies - My Top Ten

Ale obří viry jsou někde uprostřed mezi bakteriemi a běžné viry. Mají některé z genů účastnících se replikace, což naznačuje možnost existence jejich stadiu vývoje, na které mohou být nezávislé organismy.

Někteří vědci tvrdí, že z tohoto důvodu je třeba mít samostatnou doménu do stromu života. Ve stejné výhody, je skutečnost, že obří viry mají jedinečné geny jen pro sebe, a to podobně jako jakékoliv jiné.

Nicméně, obří viry byly seskupeny do širší rodiny virů známých jako cytoplazmatické velkých DNA-virů, který také zahrnuje virus pravých neštovic. Obří viry jsou mnohem složitější, než těch, které způsobují neštovice, takže vědci rozhodli, že vznikly později v evoluční historii. Nicméně, další práce vědců poukázal na to, že tyto viry se vyvinuli mnohem dříve, než se očekávalo.

Gustavo Caetano anolisů (Gustavo Caetano-Anolles) z University of Illinois v Urbana-Champaign sledoval evoluční historii proteiny přítomné v řadě obřích virů ve studii v roce 2012. Jeho práce ukazuje, že obří viry jsou forma života, která je buď předcházela nebo koexistovaly s posledním univerzálním společným předkem všech živých věcí.

V případě, že obří viry stejně staré jako dílo Caetano Anolesa, biologická historie Země, musí být radikálně revidovat. V tomto případě je hlavní roli při vzniku života se hraje viry. To může také znamenat, že viry jsou jedním z dominantních sil ve vývoji naší planety, a že každý orgán má svůj vlastní virové minulost.

Shostak se domnívá, že viry byly opravdu silný evoluční silou, a že se vyvinula dříve, než vědci dříve myslelo. Nicméně, to ukazuje na významný rozdíl mezi parazitními genetické elementy jsou části genetického materiálu, které se používají v jiných částech genetického materiálu, aby se kopie sebe, a skutečné viry, které nemohou existovat bez klece.

"Kdykoli budete kombinovat spoustu malých molekul RNA, dostanete spoustu parazitických sekvencí, které jsou dobré jen proto, aby mohly být rychle replikována. Aby se zajistilo, že tyto sekvence se staly podobné moderní viry, musí parazitují na živé buňky, a ne jen další RNA vlákno"- řekl Shostak.

Zastáncové virových světových teorie naznačují, že buňky se nemohl vyvinout bez zapojení virů: jít z RNA na DNA, vyžaduje enzymu reverzní transkriptázy a jsou obsaženy pouze ve viru, ale nikoliv v buňkách.

Claverie a Aberzhel, nicméně se předpokládá, že viry z buněk dosáhla. Nabízejí další vysvětlení pro neobvyklou sadu genů v obřích virů: že pravděpodobně pocházejí z těch buněk, které k dnešnímu dni již vyhynul.

Podle této teorie, předchůdce obřích virů ztratil schopnost replikovat jako samostatná forma života a byl nucen se spoléhat na jiné buňky pro kopírování vlastní DNA. Kousky genů těchto starých buněk přežilo v moderním mimivirus, pandoravirusah pitovirusah a to může být logické vysvětlení přítomnosti unikátních genů.

"Ve všech živých věcí, nemůže být jediný společný předek. V rané historii, tam bylo mnoho buněk živých organismů, které konkurují navzájem a levé vítěze, který tvořil základ života, jak jej známe dnes"- říká Claverie.

Polemika na toto téma je nepravděpodobné, že by brzy odezní. Ale virologists již hledají nové obří virus, který může objasnit evoluční historii života jako celku.