Микробиологи из Венского университета (Австрия) решили узнать, что будет, если одноклеточный организм вроде амебы заразить одновременно бактериями и вирусами. Результат заинтересовал ученых: попав внутрь амебы, бактерии Parachlamydia acanthamoebae превратились в «антивирусную систему», что позволяет считать их полноценными симбионтами. Как пишут исследователи в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, это явление могло оказать ключевое влияние на формирование пищевых цепочек и появление сложнейших вирусов-гигантов (как именно — описано в двух последних абзацах новости).
Хламидии вида Parachlamydia acanthamoebae — бактерии размером около 0,0005 миллиметра, которые практически не встречаются в свободном виде. Как правило, они живут внутри амеб, получая от них питательные вещества, защиту от токсинов и помощь в размножении. По словам Патрика Артхофера, ведущего участника исследования, хламидии обычно замедляют рост организма хозяина, из-за чего считаются паразитами. Но в случае с амебами их польза явно перевешивает ущерб.
Исследователи пришли к такому выводу, когда попытались заразить хламидиозных амеб гигантскими вирусами. Эти вирусы по размерам даже крупнее бактерий: их длина достигает 0,0015 миллиметра. Гигантские вирусы (в частности, мимивирусы) тоже живут внутри амеб, где их впервые и увидели в 1992 году с помощью обычного светового микроскопа. Имея размеры в 0,5 миллиметра, амебы оказались настоящим полем битвы между бактериями и вирусами.
Проникнув в амебу, гигантские вирусы перестраивают ее изнутри, превращая в вирусную фабрику. Вместо выполнения своих обычных функций органеллы амебы принимаются штамповать новые копии вируса. Это грозит быстрой гибелью и самой амебе, и хламидиям, которые живут внутри нее. Поэтому Parachlamydia acanthamoebae научились защищаться.
Хламидии не дают вирусам захватить клетку амебы, позволяя ей выжить / © CMESS
Хламидии позволяют вирусам-гигантам проникать в амебу, но не дают перестроить ее в вирусную фабрику. Таким образом они полностью подавляют репликацию вирусов. Амебы продолжают жить, расти и размножаться. Но с хламидиями «на борту» амебы делятся намного медленнее, чем без них: за 22,7 часа против 17,3 часа. Так что антивирусная защита со стороны бактерий все же не обходится амебам бесплатно, что согласуется с паразитической сутью хламидий.
Работа австрийских микробиологов особенно интересна тем, что моделирует типичную для естественных условий ситуацию. В природе амебы почти всегда заражены либо бактериями, либо вирусами, либо бактериями и вирусами одновременно. Ученые даже называют амеб «плавильными котлами эволюции», в которых вирусы и бактерии бьются за контроль над жизненно важными клеточными механизмами. И похоже, именно это противостояние привело к тому, что мимивирусы, тупановирусы и прочие вирусы-гиганты стали такими большими и сложными.
Более того, антивирусная защита амеб со стороны бактерий могла сыграть ключевую роль в формировании пищевых цепочек. Дело в том, что бактерии содержат важные питательные элементы, которые мелкие животные вроде рачков не могут получить напрямую. Эти животные едят амеб, а те, в свою очередь, питаются бактериями. Если же амеба погибает от вирусов, она выпускает питательные элементы обратно в окружающую среду, откуда их могут извлечь только бактерии. Таким образом, если бы хламидии не научились беречь своих хозяев от вирусов, то формирование пищевых цепей застопорилось бы на уровне простейших.
Никита Логинов
Заглавное фото: Хламидии подавляют размножение вирусов в зараженной амебе / © CMESS
