Исследование, основанное на 18-месячном отборе проб воды в отдаленных районах Антарктики, в том числе во время экстремальных зимних холодов, могло пролить свет на эволюционную историю вирусов.Команда неожиданно обнаружила, что один штамм антарктических сололюбивых микробов содержит плазмиды — небольшие молекулы ДНК, которые могут независимо реплицироваться в клетке-хозяине и часто содержат гены, полезные для организма.«В отличие от вирусов, которые покрывают себя защитной белковой оболочкой, плазмиды обычно перемещаются от клетки к клетке или в виде фрагмента голой ДНК», — говорит руководитель исследовательской группы, ученый UNSW профессор Рик Кавиккиоли.
«Но плазмиды, которые мы обнаружили у антарктических микробов, маскировались под вирусы. Они производили белки, которые попадали в мембрану хозяина, что затем позволяло мембране отпочковаться, содержащей плазмидную ДНК.
«Образовавшиеся мембраны, называемые мембранными везикулами, позволяли плазмидам инфицировать микробы того же вида, у которых не было никаких плазмид, а затем реплицироваться в новом хозяине», — говорит он.
Первый автор исследования доктор Сюзанна Эрдманн говорит: «Это первый раз, когда этот механизм был задокументирован. И он может быть эволюционным предшественником некоторых из более структурированных защитных покрытий, которые вирусы разработали, чтобы помочь им распространиться и стать успешными захватчиками.«Это открытие предполагает, что некоторые вирусы могли развиться из плазмид», — говорит она.
Исследование, проведенное доктором Эрдманном, доктором Бернхардом Чичко, доктором Лин Чжун, доцентом Марком Рэфтери и профессором Кавиккиоли, опубликовано в журнале Nature Microbiology.Изученные исследователями антарктические микробы называются галоархеями и, как известно, ведут беспорядочную половую жизнь, легко обмениваясь ДНК между собой.
Они могут выжить в Глубоком озере, озере глубиной 36 метров, которое настолько соленое, что остается в жидкой форме до температуры минус 20 градусов. Озеро, которое находится примерно в пяти километрах от австралийской станции Дэвис, образовалось около 3500 лет назад, когда антарктический континент поднялся, изолировав часть океана.Микробы Haloarchaea, содержащие плазмиды, были выделены из очень редких проб воды, собранных на островах Рауэра примерно в 35 километрах дальше.
«Мы также обнаружили, что плазмиды могут брать часть ДНК от микроба-хозяина, интегрировать ее в свою собственную ДНК, образовывать мембранные везикулы вокруг себя, а затем уходить и заражать другие клетки», — говорит профессор Кавиккиоли.«Таким образом, полученные данные имеют отношение к антарктической науке, а также к биологии в целом».