2008 елда француз биологлары тарафыннан ачылган һәм бактериофаг (бактерияләр вирусы) мисалында «вирофаг» дип аталган әлеге вирус, башка вирусларны зарарлап, аларның үрчүен киметә ала. Бу ачыш вирусларның да күзәнәкле организмнар кебек үк авырый алуын күрсәтте. Моннан тыш, вирофаглар, бер вирусның геннарын икенчесенә күчереп, «виросфера» (вируслар дөньясы) эволюциясендә мөһим роль уйнарга мөмкин.

Менә инде ничә дистә еллар «вируслар тере организммы-юкмы» дигән темага бәхәсләр бара. Әлбәттә, бу сорауга җавап безнең «яшәеш» төшенчәсен ахыр чиктә ничек билгеләвебезгә бәйле булачак (ә бу турыда фикерләр шактый күп). Соңгы елларда вирусларның күптөрлелеге һәм виросфераның табигатьтә тоткан гадәттән тыш зур роле хакында шактый мәгълүмат тупланды. Кайбер яңа фактлар вируслар һәм «чын” организмнар арасында булган шартлы чикләрне тагы да киметте.

Гигант мимивирус эчендә кечкенә иярчен вирус кисәкчәләре. Масштаблы сызгычның озынлыгы 200 нм. Фото Nature мәкаләсеннән алынды.

2003 елда әлеге француз галимнәре  Acanthamoeba polyphaga амебасында авыру китереп чыгаручы паразитик «бактерия»нең чынлыкта гигант вирус (ул яктылык микроскобында яхшы күренә) икәнлеген ачканнар иде. Бу паразит фәнгә билге булган вирусларның иң эресе, аңа «мимивирус» дигән исем бирелә. Вирусның геномын 1185000 пар нуклеотидтан торган ДНК молекуласы тәшкил итә, ә бу исә гадәти бактерияләргә караганда 7 тапкырга күбрәк. Мимивирусның төзелеше башка вируслар арасында иң катлаулысы, моннан тыш, ул моңа кадәр бары тик күзәнәкле организмнарга гына хас дип саналган сыйфатларга ия. Әйтик, аның геномында аксым биосинтезында катнашучы төп ферментлар (аминоацил-тРНК-синтазалар) турында мәгълүмат бар, шул ук вакытта башка вирусларның бу төркемгә караган үзенә генә хас ферментлары юк, алар хуҗа организмыныкын файдалана. Соңрак мимивируска туганд  аш булган гигант вирусларның Дөнья океанында киң таралганлыгы һәм дөньякүләм геохимик әйләнештә мөһим урын тотканлыгы ачыкланды.

Мимивирусны тикшерү барышында галимнәр тагын бер искиткеч ачыш ясыйлар: мимивирус белән зарарланган амеба күзәнәкләрендә алар башка, тагын да ваграк (50 нм диаметрлы) икосаэдр формасындагы вирус кисәкчәләре (вирионнар) табалар. Бу вирусның һәрвакыт мимивирусларны озатып йөрүе һәм алардан башка яши алмавы ачыклана, шунлыктан аны «иярчен» вирус дип атыйлар. Тикшеренүчеләр «иярченне» мимивирус белән зарарланмаган амебаларга кертеп карыйлар, һәм «иярчен» аларда үрчеми, ә мимивирус штаммнарының берсе белән зарарланган амебаларда «иярчен» әйбәт үрчи.

Кара төстәге өлкә – амеба цитоплазмасында мимивирусның «вируслар фабрикасы». Зур алтыпочмаклыклар – өлгерүнең төрле стадиясендәге мимивирус кисәкчәләре. Уклар белән иярчен вирус тупланган урыннар күрсәтелгән. Масштаблы сызгычның озынлыгы 200 нм. Фото Nature мәкаләсеннән алынды.

Хуҗа күзәнәккә эләгү белән, мимивирус анда яңа вирус кисәкчәләре җитештерүче зур аксым агрегатын – «вируслар фабрикасы»н формалаштыра. Иярчен вирусның әлеге «фабрика»ны үз максатларында файдалануы ачыклана, ә үзе ул мимивируска караганда күпкә тизрәк үрчи. «Иярчен» инфекциясе мимивируслар арасында гарип, нормаль булмаган төзелешле кисәкчәләр барлыкка килүгә сәбәпче була. Мимивирус тышчасының тигезсез калынаюы әлеге инфекциянең үзенчәлекле симптомы булып тора. Гадәттә бу тышчаның калынлыгы 40 нм тәшкил итә, ә «авыру» мимивирус мембранасының калынлыгы 240 нм-га җитәргә мөмкин. Күпчелек очракта тышчаның артык катлаулары ассиметрик рәвештә вирус кисәкчәсенең бер ягында гына туплана, ә кайвакыт иярчен вирионнары мимивирус кисәкчәләре эчендә дә очрый. Әлбәттә инде, боларның берсе дә мимивируска файда китерми. «иярчен» инфекциясе мимивируслар популяциясендә нормаль кисәкчәләр санын уртача 70%-ка киметә. Әмма мимивируслар амебаларның кан дошманы булганлыктан, бу авыру амебалар өчен бик кулай: мимивирус инфекциясенә «иярчен» инфекциясен кушу зарарланган амебалар арасында үлүчеләр санын 3 тапкырга киметә.

«Иярчен» белән зарарланган мимивирус кичәкчәләрендә еш кына тышчаның артык калынаюы күзәтелә. Масштаблы сызгычның озынлыгы 200 нм. Фото Nature мәкаләсеннән алынды.

Шулай итеп, иярчен вирус үзен мимивируска карата чын паразитларча тота. Моңа кадәр дә башка вируслар катнашлыгында гына үрчергә сәләтле вируслар билгеле иде, әмма әлеге вируслар бер-берсенә зарар китермәгәнлектән, бу очракларны паразитлык дип атап булмый. Ә «иярчен» исә мимивируста чын авыру китереп чыгара. Алда әйтелгәнчә, галимнәр башка вирусларда паразитлык итүче мондый вирусларны «вирофаглар» дип атарга тәкъдим итте. Соңгы елларда моңа охшаш тагы берничә вирофаг тасвирланды (әйтик, OLV — Organic Lake Virophage).

«Иярчен» вирусның геномын йомык ДНК молекуласы тәшкил итә. Әлеге молекула 18343 пар нуклеотидтан тора һәм аның составына 21 аксым гены керә. Шуларның өчесе, күрәсең, әле күптән түгел генә геннарның горизонталь күчеше нәтиҗәсендә мимивирус геномыннан үзләштерелгән (вируслар дөньясында киң таралган күренеш). Тагын бер генның чыганагы булып архебактерияләрдә паразитлык итүче вирус тора, башка ике генның чыганагы – әлегә тасвирланмаган диңгез вируслары семьялыгы (аларның ДНКсы диңгез суында табылган). Шулай итеп, «иярчен» вирус катнаш табигатькә ия: ул үзенең геномын ким дигәндә өч чыганактан «җыйган». Күпчелек башка вируслар да шул рәвешле барлыкка килгән, ягъни башка вирус һәм күзәнәкле организмнарның ДНК кисәкләреннән «җыелган» дигән фикер яши, әмма бу сыйфат «иярчен» дә аеруча нык күренә.

Бактериофаглар бер бактериянең генын икенчесенә күчерә алган кебек, вирофаглар да төрле төркем вируслар арасында геннар алышу процессында мөһим роль уйнарга мөмкин. Вирофаглар виросфераның генетик бердәмлеген саклауда төп элементларның берсе булырга мөмкин. Бу фаразны тикшерү өчен, беренче чиратта вирофагларның үз генетик материалларын хуҗа вирус геномына кертергә сәләтлеме-юкмы икәнен ачыкларга кирәк. Бактериофаглар үз хуҗалары-бактерияләр белән нәкъ менә шулай эшли, һәм бу аларга, вакытлыча актив булмаган халәткә кереп, хуҗа күзәнәге белән бергә үрчергә мөмкинлек бирә. Хуҗа геномына кереп урнашкан мондый вируслар (аларны «профаг» дип атыйлар) алга таба, күптөрле мутацияләр туплап, үзләренең вируслы сыйфатларын бөтенләйгә югалта һәм хәтта хуҗа күзәнәге өчен файдалы функцияләр туплап, хуҗа геномының аерылгысыз өлешенә әйләнә ала. Әлбәттә инде, вирусларның хуҗа геномына урнаша алу сәләте аларның үз геннарын (горизонталь күчеш ярдәмендә) башка хуҗаларга күчерү мөмкинлеген күп тапкырларга арттыра. Әмма табигатьтә «провирофаглар» бармы-юкмы дигән сорау әлегә ачык кала бирә, тик мимивирус геномының өйрәнелгән кайбер кисәкләре бу сорауга уңай җавап бирә кебек.

Александр Марков мәкаләсе

Ләйлә Миңнуллина тәрҗемәсе

асылчыганак: «Элементы»

мәгълүмат чыганагы: Bernard La Scola et al. The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus // Nature. 2008. V. 455. P. 100–104.

иллюстрация: Nature, the science.com

тәрҗемә: Ләйлә Миңнуллина, КФУ ФМһБ институты