Чтобы покинуть клетку, архейный вирус применяет специальный белковый комплекс, который нужен клетке для мембранных перестроек и реконструкций.
Чтобы покинуть клетку, архейный вирус применяет специальный белковый комплекс, который нужен клетке для мембранных перестроек и реконструкций. Любопытно, что тот же самый комплекс и с теми же самыми целями используют вирусы СПИДа и лихорадки Эбола, паразитирующие, как известно, вовсе не на археях, а на эукариотах.
Казалось бы, вирус СПИДа и вирус, паразитирующий на археях, — это нечто очень разное: один живёт в эукариотических клетках, а другой — в клетках архебактерий, которые отличаются не то что от эукариот, но и от обычных бактерий, а обитают порой в чрезвычайно экстремальных экологических нишах. Однако, как выяснили исследователи из Университета штата Монтана (США), когда наступает пора покинуть клетку, то и вирус СПИДа, и архейный вирус используют для этого одинаковые молекулярные инструменты.
Группа под руководством Марка Янга и Стивена Белла, который сейчас работает в Университете Индианы (США), исследовала вирус, поражающий архей Sulfolobus solfataricus. Эти археи — термофилы, живущие в горячих геотермальных источниках, а в качестве «батарейки» для метаболизма могут использовать соединения серы. Вирус, инфицирующий S. solfataricus, называется STIV и выглядит эдаким странным икосаэдром в виде башенки. Учёные попытались выяснить, с какими клеточными белками взаимодействуют вирусные белки, и в итоге оказалось, что их партнёрами в архейной клетке выступают белки комплекса ESCRT, которые необходимы для мембранных перестроек при формировании выпячиваний и впячиваний. S. solfataricus, заражённый вирусом STIV.
На поверхности клетки видны характерные конические семигранные выпячивания, образующиеся перед выходом вируса из клетки. (Фото авторов работы.) Один из белков этого комплекса, Vps4, был обнаружен на характерных выпячиваниях клеточной мембраны, которые возникали, когда вирус готовился покинуть клетку. Но для этого мало клеточного белка Vps4, нужен ещё один из вирусных белков. То есть вирус заставлял клеточный белковый комплекс, управляющий перестройками внешней мембраны, организовать ему выход. Хотя клетка от вируса всё равно погибает, просто так он выйти из неё не может — для этого и появляются своеобразные пирамидальные структуры, в которых потом открывается выход для вируса.
Но комплекс ESCRT есть не только у архей, но и у эукариотических клеток. Так вот, тот же белок Vps4 (или его эукариотическая разновидность) требуется некоторым вирусам, чтобы выйти из эукариотической клетки. Например, этот Vps4 нужен ВИЧ и вирусу Эбола. То есть вирусы, специализирующиеся на археях и эукариотах, пользуются почти одним и тем же механизмом, чтобы покинуть клетку. Это тем более удивительно, если учесть, что археи, как считается, возникли 3,7 млрд лет назад, а первые эукариоты появились 1,7 млрд лет назад. ESCRT используется для многих важных вещей, в том числе он активно задействован при делении клетки, когда требуются масштабные и сложные трансформации мембраны. У архей этот комплекс выглядит проще, чем у эукариот, однако нет сомнений в том, что он возник до их разделения на разные домены жизни.
Полученные данные, с одной стороны, говорят нам о том, какими путями шла совместная эволюция вирусов и их хозяев. А с другой — становится возможным использовать боле простые и доступные модели для исследования того, как ведут себя патогенные вирусы: зачем ВИЧ или вирус Эбола, если подойдёт их далёкие «кузены»?..
Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS. Подготовлено по материалам Университета Индианы.
