Вирус присягнул царству грибов и помог ему подняться

Всяк грибочек, плесенька, дрожжулька, что живут в почве, воде, воздухе и внутри других организмов, своим процветанием, ростом, размножением обязаны древнему вирусу-оппортунисту, который внедрился в геном их предка больше миллиарда лет назад, считают биологи из Университета Дьюка и Стэнфордского университета (США). «То событие могло поспособствовать возникновению всего царства грибов!» – говорит Николас Бухлер, руководитель нового исследования.

s0co68imbnm

Цикл клеточного роста и деления находится под жестким контролем, без которого организм не смог бы нормально развиваться, обновлять ткани и восстанавливаться. У растений и животных такими контролерами, включающими и выключающими гены по необходимости на начальных стадиях деления, служат транскрипционные факторы E2F. У грибов ту же роль выполняют белки SBF. Это наводит на размышления: как так получилось, что у грибов и животных, которые находятся друг с другом в более близком родстве, чем с растениями, контроль клеточного цикла осуществляют столь разные семейства белков?

Ученые проштудировали геномные последовательности сотен эукариот – включая амеб, водорослей и лично вас, дорогой читатель, – на предмет генов, хотя бы отдаленно напоминающих те, что кодируют белки SBF у грибов. Не нашли ничего. Зато обнаружили кое-что похожее у многих вирусов! Ответ напрашивается сам собой: на заре грибного царства, когда предок грибов только-только разошелся в эволюции с примитивным животным, его внезапно заразил пройдоха-вирус, который и поделился с грибком своим белком.

Суть любого вируса состоит в том, что для своего размножения он вынужден использовать молекулярную машину живой клетки – именно для этих целей он туда и проникает. Клетка растет и делится, а тем временем внутри нее активно размножается вирусня. И вот на каком-то этапе вирусный белок мог встроиться в геном гриба горизонтальным переносом и прижиться там, подменив собой предшественника из семейства E2F, свойственного в ту пору всем эукариотам. Впоследствии этот белок породил целое семейство факторов, ныне играющих важную роль в производстве спор, проникновении в ткани иных существ и в других важных для грибов процессах.

Теперь ученые хотят понять, как молекулярный аппарат контроля клеточного цикла гриба адаптировал чужеродный белок, не превратив жизнь клетки в хаос. Для этого можно сосредоточить внимание на хитридиомицетах, которые ответвились от грибного древа достаточно рано в эволюционной истории, практически у его основания. Клеточное деление у них регулируется как белками семейства SBF, уникального для грибов, так и E2F, характерного для животных с растениями.

Логично предположить, что на ранних стадиях эволюции грибы прошли через этап, когда регуляторы обоих типов сосуществовали друг с другом, а затем E2F были вытеснены белковыми факторами вирусного происхождения. Эксперименты показали, что в клетках пекарских дрожжей белки SBF связываются с такими же фрагментами ДНК, что и E2F в животных клетках, – то есть ничто не мешало одному фактору заместиться другим у древнего прапрагрибочка.

Сложно представить, как сложилась бы эволюционная судьба грибов, если бы не древний вирус. Может, без его успешного белка они зашли бы в тупик и вымерли как царство? Или продолжили бы династию, но были бы больше похожи на животных, а то и людей? Закавыкой или благом оказался для них тот вирус? Интересно, что ученым пташки напоют.


По материалам: Duke Today
Научная статья: eLife (Medina et al., 2016)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если хотите поделиться информацией с вашими подписчиками, обязательно ставьте активную ссылку на эту статью. С уважением, Батрахоспермум.