Гигантские мимивирусы защищаются от инородных организмов с помощью системы, похожей на CRISPR, как в бактериях и других микроорганизмах, обнаружили французские исследователи из университета Экс-Марсель. Они говорят, что наличие активной иммунной системы у мимивирусов позволяет выделить их в отдельное надцарство организмов, наряду с эукариотами, бактериями и археями.
Мимивирусы настолько велики, что видны в обычный оптический микроскоп. Размером около 0,5 микрометра, они впервые «засветились» перед учёными в 1992 году, когда заразили амёб в водонапорной башне. При этом размер генома мимивируса больше, чем у тех самых бактерий.
В отличие от вирусов, мимивирусы обладают генами для производства аминокислот и сложных протеинов белков — из них сделаны белковые нити, похожие на жгутики. Детальное исследование сложнейшего генома мимивируса всё ещё продолжается.
Мимивирусы занимают промежуточное положение между вирусами и микробами, мимикрируя под последних (отсюда и название).
Как и прокариоты (микробы), мимивирус подвержен атакам вирусов — вирофагов. Это французские биологи выяснили в 2008 году. В 2014 году та же группа учёных определила, что вирофаг — его назвали Zamilon — поражает только определённые типы мимивирусов, но не других. После поражения мимивирус теряет способность делать свои копии.
Учёные предположили, что такие инфекции могут привести к образованию защитной системы по типу CRISPR.
CRISPR у прокариотов — это база данных из коротких фрагментов ДНК, которые соответствуют фагам и другим вредоносным организмам. Когда чужеродная ДНК, образец которой присутствует в базе сигнатур, атакует клетку, то навстречу нарушителю направляются специализированные энзимы ‘Cas’ и разрывают его ДНК на куски. Кстати, сейчас техника CRISPR используется генетиками как способ редактирования генома. На людях её испытают в 2017 году.
Чтобы проверить свою теорию, французские генетики провели анализ геномов 60 экземпляров мимивируса. Они искали последовательности, которые соответствуют геному вирофага Zamilon, то есть сигнатуры антивирусной системы. Оказалось, что такие сигнатуры имеются в геноме мимивирусов, устойчивых к инфекции. Затем нашли гены, которые кодируют соответствующие энзимы. В конце концов, для окончательной проверки учёные блокировали эти гены, после чего мимивирус подвергся заражению вирофага. Это явное доказательство существования иммунной системы у мимивирусов. Её назвали MIMIVIRE.
Защитная система MIMIVIRE
Научная работа опубликована 29 февраля 2016 года в журнале Nature (doi:10.1038/nature17146), зеркало.
Комментарии (37)
tezqa
02.03.2016 09:29Жизнь — это комплексное определение, жизнь протекает в гомеостазе, и ее понятие соответствует нескольким критериям. «Расширенное» понятие жизни плохо тем, что тогда и прионы, и автоколебательные химические реакции в определенных условиях можно будет назвать живыми.
vintage
Никогда не понимал этого патологического желания считать вирусы не живыми.
alexkunin
Ну, вирус — штука сравнительно несложная (если сравнивать с млекопитающим или даже с отдельной клеткой). Могу ошибаться, но сложность сопоставима с кодом компьютерного вируса, пусть и весьма по-другому на-(о-)писанного. Довольно примитивно реагирует на окружающие условия. Так можно докатиться до очень расширенного понимания термина "жизнь".
Хотя вирус отдельно взятый не особо и жив, т.е. рассматривать его отдельно от организма, в котором он действует, довольно сложно, т.к. вне организма он не действует, не перемещается, не питается — значит, как бы не является жизнью?
vintage
В сравнении со млекопитающими любая клетка «сравнительно не сложна».
В чём преимущество «расширенного» понимания термина «жизнь» в сравнении с «зауженным»?
А что вас смущает в том, что в багоприятных условиях паразит размножается, а в неблагоприятных спит и ничего не делает?
alk главный признак жизни всё же — репликация. А обмена веществ нет у любого одноклеточного в состоянии цисты. Становятся ли они от этого неживыми?
Ravebinovich прям таки должна? Без неё совсем грустно становится?
Ravebinovich
Без неё креационизмом попахивает.
P.S. Опечатка про багоприятные условия в контексте размножения паразитов очень хорошо вписалась. :)
alexkunin
Ну да. А в сравнении с клеткой любой вирус сравнительно прост. А любой логический вентиль проще любого вируса. И понятие "жизнь" как раз на этой шкале, и не в виде точки.
Зависит от целей применяющего этот термин. Кто-то обезьян правами наделяет, кто-то микропроцессоры "кремниевой формой жизни" величает. У меня никаких таких целей нет, для меня преимуществ не видно.
Меня ничего тут не смущает.
Паразит — слишком широкое понятие, давайте все же к вирусам вернемся. Так вот, я пальцем в небо попал, оказывается — статья на википедии так и утверждает: "вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку". Вне клетки таких свойств они не проявляют. Это одно из тонких мест, приводящих к спорам об их живости или мертвости.
Скорее всего, критерии живости в отношении вирусов дают примерно такой же сбой, как не-квантовая физика — при переходе к объектам порядка атома и меньше. Нужна более общая теория, которая будет оторвана от клеток и организмов, и сможет описать живые организмы небелкового и может даже невещественного рода (поля какие-нибудь).
alk
я про цисты ничего такого не знаю, вижу только в Википедии, что это временная форма существования микроорганизмов, значит, она присуща первоначально живому существу. А насчет репликации — вирус ведь заставляет пораженную клетку себя воспроизводить, не сам себя воспроизводит. Короче, как сформулируешь определение жизни, так и будешь смотреть на вирусы. Я воспринимаю вирусы как некие паразитические информационные структуры, сбивающие живые клетки с толку. Как муляж полицейского на дороге сбивает с толку автомобилиста, заставляя его снижать скорость, муляж не живой полицейский, а действует.
vintage
Так и для вирусов нахождение в неблагоприятной среде (вне клеток носителя) является временной формой. Также как у спор грибов или семян растений. Большинство паразитов используют те или иные механизмы хозяина и без них существовать и размножаться не могут.
Муляж — это скорее вакцина, содержащая антигены вируса. А полицейский — сам вирус, который останавливает машину, выбрасывает водилу, сам садится за руль и начинает гонять по городу, провоцируя массовые ДТП.
alexkunin у вас фобия широких понятий? :-)
alexkunin
Вы неосторожно обобщили "вирусы" до "паразиты", а я вернул разговор в русло оригинальной темы. Страхов при этом испытано не было.
chaynick
«главный признак жизни всё же — репликация.» Скорее главный признак жизни — иметь энергетический носитель/обмен веществ. Реплицироваться (условно) умеют и вироиды, они тоже живые? Да и вообще, кристаллы соли тоже реплицируются из перенасыщенного солевого раствора, давайте их тоже считать живыми.
P.S. Пример с цистой некорректен, так как обмен веществ в цисте протекает замедленно (иначе бы время существования в форме цисты Colpoda составляло бы не 15 месяцев, а времени распада структурных аминокислот)
fireSparrow
«кристаллы соли тоже реплицируются из перенасыщенного солевого раствора
Нет, там нет никакой репликации. Формирование кристалла из перенасыщенного раствора будет идти, даже если ещё нет никакого изначального кристалла.
А репликации подразумевает, что копируется некий уже существующий образец.
chaynick
Ошибаетесь. Для формирования требуется центр кристаллизации, если его нет то ничего не произойдет. На этом принципе сделаны солевые грелки.
fireSparrow
Центром кристаллизации может быть что угодно, получаться будет такой же кристалл.
Мы в школе выращивали их на простой нитке. Если бы это была именно репликация, то на нитке вырастал бы не кристалл соли, а моток мулине.
chaynick
Центр кристаллизации — далеко не «может быть что угодно». Центр кристаллизации — как раз маленький кристалл. Если вспомните, то на нитках размещался «затравочный» кристалл. Опять же, на пальцах у вас тоже достаточно соли.
И цитата из вики «Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации.» Или не из вики «Когда металл переходит из жидкого состояния в твердое, этот процесс называется кристаллизацией. Необходимо знать, что основы теории кристаллизации разработаны основоположником науки о металлах – металловедения Д. К. Черновым. Он установил, что кристаллизация состоит из двух процессов: зарождения мельчайших частиц кристаллов (зародышей или центров кристаллизации) и роста кристаллов из этих центров»
fireSparrow
Затравочный кристалл берут потому, что на родной поверхности кристаллизация происходит проще. Но и просто на нитке она будет происходить. Проверено.
Приведённые вами цитаты относятся к гомогенной первичной кристализации. В чистом виде её достаточно трудно достичь. Мельчайшие посторонние частички в растворе/расплаве или неровности внутренних стенок сосуда приводят к гетерогенной первичной кристаллизации.
В металлургии используют внесение в расплав дисперсных примесей, чтобы спровоцировать кристаллизацию сразу из большого числа центров и достичь измельчения макроструктуры металла.
chaynick
Раз уж вы заговорили про дисперсные примеси, то можно уже и знать про особенности этого производства. Примеси тугоплавкие, и выводят расплав из равновесного состояния, формируя на своей поверхности кристаллы расплава. Сама примесь является центром кристаллизации в довольно редком случае, в случае подобия кристаллических решеток.
vintage
Пробирку в которой происходит химическая реакция вы тоже назовёте живой? :-)
Кристаллы не реплицируются, а растут.
Обезвоженные споры бактерий — тоже не корректный пример?
И что вы имеете против кремниевой формы жизни? Если робот будет уметь находить все необходимые материалы и поддерживать постоянное воспроизводство — почему бы не считать его живым? Более того, почему вы не считаете углеродные формы жизни — роботами?
vak0 тем не менее ваш сосед был получен репликацией, на нём эта ветвь жизни и закончится, но не факт, люди — довольно изобретательные существа.
potan а почему вы сравниваете одну клетку инфузории с одной клеткой многоклеточного организма, а не со всем организмом?
tezqa а в чём проблема считать прионы простейшей формой жизни?
chaynick
А действительно, почему вы не называете живой пробирку с реактивами? Где же ваша широта взглядов?
Кристаллы как раз растут (или же размножаются делением, как бактерии!). Взяли кристалл, разделили, поместили в «питательный» раствор и выросло новое поколение кристаллов! Кремнийорганика!
>А в чём проблема считать прионы простейшей формой жизни?
А почему бы не считать простейшей формой жизни метан?
mihailfilatov
главный признак жизни всё же — репликация.
Возьмем для примера пересыщенный раствор соли, опустим в него небольшой кристалл этой же соли. Кристалл начнет расти. Теперь добавим небольшой вихрь, способный периодически раскалывать полученный кристалл при столкновении со стенками или специальными препятствиями. В таких условиях центр кристаллизации будет расти и размножаться, копируя собственную структуру, но вряд ли это можно назвать жизнью
vak0
Или еще проще: у меня сосед реплицироваться уже не может по причине старости и немощей, так он что же, неживой, выходит? :-)
Теперь серьезно. Я, так нигде и не встретил хорошего определения понятия жизни. Если кто-то предложит, было бы очень интересно прочесть и поразмышлять.
chaynick
Ну… «Человек это существо лишенное перьев с плоскими ногтями.» Из статьи в вики «На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией, метаболизмом, ростом, адаптацией, реакцией на раздражители и воспроизводством»
vak0
Этот перечень, наверное, неплохо описывает жизнь как феномен в целом, я же больше имею в виду определение, с помощью которого можно решить, глядя на некий объект, живой он или нет. Для этого приведенное Вами определение не подходит. Я уже упоминал про дедушку-соседа, который мало того, что не воспроизводится, так к тому же еще и не растет. :-)
chaynick
Хы. Это вы много просите, человек еще не определился даже с собственным разумом. Есть скажем веселые штуки прионы, которые тоже непонятно, куда относить. А пытаться предсказать с текущем уровнем знаний того, что будет позже вообще очень скользкая дорожка.
P. S. Клетки у соседа все же делятся, он адаптируется, и так далее. Если уж вспоминать про размножение, то тут лучше вспоминать про мулов и некоторых других гибридов — все самцы у них стерильны.
chaynick
И да, в качестве контрпримера я бы привел не органического соседа, а промышленного робота. Организация сложная, энергию потребляет, реагирует на раздражители, при дописанном софте и воспроизводить копии сможет, и адаптировать программу, и апгрейдить свой хардварь.
potan
Клетки большинства протист, особенно инфузорий, сложнее, чем клетки млекопитающих.
alk
Их не считают живыми потому, что у них нет собственного обмена веществ, главного признака жизни. То есть все упирается в само определение жизни и ее признаков.
Ravebinovich
Должна же быть промежуточная форма материи между жизнью и «не жизнью». Хотя, в этом плане прионы более спорные.
coturnix19
Потому-что способность размножаться есть необходимый но НЕ достаточный признак живого, это совершенно точно. Необходим еще «метаболизм» или как там его (некоторые версии определения включат так же обособленность от среды). Но вирусы своего метаболизма не имеют, они его у зараженной клетки «одалживают», т.о. вирус можно проинтерпретировать как отдельную «форму жизни» а можно и как часть организма который он поражает или и так и так одновременно, наверное смотря какой именно вирус. Вобщем, жизнь — это процесс а не вещь и не состояние, а сама вирусная частица не живее флешки.
vintage
Вот именно, что это процесс. Процесс размножения. ;-) Вы лучше объясните, на чём основывается ваша уверенность.
coturnix19
Нет. не размножения. На опровергающих примерах, которые очевидно не являются самостояятельными жизненными формами но тем не менее размножаются.
vintage
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F#.D0.90.D0.BF.D0.B5.D0.BB.D0.BB.D1.8F.D1.86.D0.B8.D1.8F_.D0.BA_.D0.BE.D1.87.D0.B5.D0.B2.D0.B8.D0.B4.D0.BD.D0.BE.D1.81.D1.82.D0.B8.2C_.D0.BB.D0.BE.D0.B6.D0.BD.D0.B0.D1.8F_.D0.B0.D0.B2.D1.82.D0.BE.D1.80.D0.B8.D1.82.D0.B5.D1.82.D0.BD.D0.BE.D1.81.D1.82.D1.8C