Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Сан-Франциско нашли доказательства того, что сложные живые организмы, включая человека, появились из-за вирусов. Ученые выяснили, что смертоносные для бактерий бактериофаги, попав внутрь микробов, создают структуры, аналогичные клеточному ядру в эукариотах. Статья исследователей опубликована в журнале Science.
Эукариоты — большая группа организмов, которые состоят из клеток, обладающих ядром. Эта органелла содержит генетическую информацию в виде молекул ДНК. Такая структура делает геном (совокупность генов и межгенных участков) более защищенным от различных процессов, происходящих в клетке, и позволяет ему быть более сложным. Появление ядра считается одной из причин возникновения многоклеточных растений и животных. Однако ни одна из существующих гипотез происхождения органеллы, в том числе та, что предполагает участие бактериофагов, не получила широкого признания среди ученых.
Ученые визуализировали размножение вирусных частиц внутри бактерии Pseudomonas chlororaphis. Для этого они выявили важные белки бактериофага, участвующие в этом процессе, и соединили их с зеленым флуоресцентным белком (GFP), чтобы по выделению света определить местонахождение молекул в клетке микроба. Оказалось, что одним из самых активных вирусных белков является gp105. Эти молекулы объединяются в защитную капсулу, окружающую ДНК бактериофага и позволяющую ей копироваться. Другой белок — PhuZ — формирует веретено, которое держит капсулу в центре микроба. Вся структура напоминает клеточное ядро, которое отсутствует у бактерий.
Исследователи пришли к выводу, что ДНК бактериофага должна участвовать в синтезе РНК-молекул, которые покидают капсулу и отправляются к рибосомам. Последние участвуют в сборке вирусных белков и формировании зрелых бактериофагов. Подобный процесс происходит и в клетках с ядром, где ДНК является матрицей для синтеза информационной РНК, обеспечивающей, в свою очередь, синтез закодированных в генах белков.
По мнению ученых, результаты исследования помогут понять, как простые живые организмы, например бактерии, могли эволюционировать в сложные многоклеточные существа, живущие на Земле в настоящее время.