Ученые из Университета Нового Южного Уэльса обнаружили в Антарктиде микроорганизмы, внутри которых, предположительно, находятся предшественники вирусов. Эти структуры, представляющие собой кольцевидные молекулы ДНК, могли эволюционировать в инфекционные агенты, способные выживать при высокой температуре и солености. Статья ученых опубликована в журнале Nature Microbiology.
Вирусы представляют собой молекулы ДНК или РНК, которые защищены от окружающей среды внешней оболочкой — капсидом. Она состоит из белков, которые закодированы в генетическом материале самого вируса. Плазмиды, в свою очередь, также существуют обособлено от хромосом хозяина (их относят к экстрахромосомальным элементам), несут в себе различные гены и могут передаваться от одного микроба к другому. Однако они не имеют капсида и попадают в другой микроорганизм при непосредственном контакте двух клеток.
Специалисты взяли пробы воды из антарктических озер, которые из-за высокой солености не замерзают даже при минус 20 градусах Цельсия. Они нашли штамм галоархей (солелюбивых архей) Halorubrum lacusprofundi R1S1, внутри которых содержатся вирусоподобные частицы, содержащие плазмиды pR1SE.
Ученые создали штамм, в которых эти плазмиды отсутствовали. Оказалось, что экстрахромосомальные элементы pR1SE важны для формирования везикул (мембранных пузырьков) правильной формы. Исследователи проанализировали структуру белков, закодированных в ДНК плазмид, и пришли к выводу, что они участвуют в формировании стенок пузырьков. Везикулы, подобно вирусам с капсидом, транспортируют плазмиды за пределы клетки и могут попадать в другие микробы этого штамма, заражая их. Кроме того, плазмиды способны встраиваться в геном хозяина, перенося в него определенные гены.
Подобный механизм, по словам ученых, встречается впервые. Плазмиды pR1SE могут представлять собой предка ранних вирусов, которые заражали археи. Поскольку археи часто обитают в соленых, горячих или токсичных водоемах, их вирусы также способны выживать в экстремальных условиях среды.