Американські вчені описали нову групу гігантських вірусів, які кодують безліч незвичайних генів, у тому числі цілий ряд компонентів апарату трансляції, яких раніше у вірусів описано не було. Філогенетичний аналіз показав, що така різноманітність свідчить не на користь теорії про клітинне або незалежне походження домену вірусів, а є наслідком збільшення геному дрібніших предків. Дослідження опубліковано в.
Походження вірусів досі залишається загадкою. Існує, як мінімум, три гіпотези, що описують цей процес. Згідно з першою, віруси колись були дрібними клітинами, що паразитують всередині більш великих, і втратили за непотрібністю більшу частину власних генів і, як наслідок, і інші органели. Згідно з другою гіпотезою, віруси в минулому були фрагментами ДНК або РНК нормальних клітин, які відокремилися від своїх господарів у вигляді плазмід (невеликих кільцевих ДНК, здатних передаватися від клітини до клітини) або транспозонів (самостійних елементів ДНК, здатних переміщатися всередині генома з місця на місце і репліціюватися окремо від інших). Згідно з третьою гіпотезою, віруси виникли незалежно під час зародження життя на планеті і з самого початку ведуть паразитичний спосіб життя.
Більшість відомих вірусів має діаметр до 300 нм, проте існують і так звані гігантські віруси, що досягають 300 нм і більше (рекордсменом є знайдений в 2014 році в багаторічній мерзлоті Сибіру, що досягає 1,5 мкм в довжину і 0,5 мкм в діаметрі). Гігантські віруси часто є носіями генів, нетипових для своїх побратимів, у тому числі генів апарату трансляції, необхідного для синтезу білків. Згідно з різними гіпотезами, вони знову-таки могли виникнути за рахунок спрощення стародавньої клітинної форми, або за рахунок збирання генів у інших організмів спочатку невеликими вірусами.
Досліджуючи метагеноми зразків з австрійських очисних споруд міста Клостернойбург, вчені виявили новий гігантський вірус, який назвали Зібраний геном цього виду виявився великим (1,57 Мб). Метатранскриптомні дані показали, що принаймні 15% генів цього вірусу є робочими. Знімки, отримані за допомогою електронної мікроскопії, дозволили припустити наявність у нього типової ікосаедричної структури розмірами близько 300 нм.
За результатами пошуку родичів, серед 7000 метагеномів таких виявилося троє, розмірами 0,86 Мб (), 1,33 Мб () і 1,53 Мб (). У їхніх геномах вчені виявили близько 2500 нових сімейств генів, які ніколи раніше не були описані для вірусів, 355 з них були сімействами, відомими серед еукаріот, але лише 14 таких еукаріотичних сімейств знайшлося у всіх чотирьох нових вірусів одночасно. Це підкреслює різноманітність групи, і вказує на те, що господарі у них, швидше за все, різні. Таксономічна класифікація метагеному, зроблена за допомогою аналізу 18s РНК, показала, що їх господарі відносяться, мабуть, до типу. Це відрізняє від інших гігантських вірусів, які паразитують на амебах з роду, і зайвий раз підкреслює важливість методики вивчення вірусів окремо, без початкової прив'язки до господаря.
Найбільше нові віруси були схожі на віруси сімейства. Побудовані філогенетичні дерева дозволили помістити їх між вірусом (CroV) і родом. Після цього вчені стали відстежувати хід еволюції, в результаті якого ці віруси, імовірно, виникли, почавши з останнього загального предка CroV, і По всій видимості, це був вірус з невеликим геномом. Результати аналізу показали, що з плином часу всі три лінії незалежно один від одного набували все більше генів, причому особливо досягали успіху в своєму зростанні В якісь моменти гени губилися (можливо, такі етапи пов'язані зі зміною господаря, відзначають вчені), але, в середньому, приріст виявлявся сильнішим за збитки.
Цікаво, що наявність гігантських вірусів, споріднених, вже передбачалася раніше. Вчені вважали, що нові описані види, що містять велику кількість нехарактерних для вірусів генів, підтвердять теорію походження вірусів за рахунок спрощення клітинних форм, але отримані в ході даного дослідження філогенетичні дані не свідчать на її користь.
У геномі закодовано багато компонентів системи трансляції, в тому числі двадцять п'ять транспортних РНК з антикодонами до, принаймні, чотирнадцяти різних амінокислот, а також аміноацил-тРНК-синтетази зі специфічністю до всіх основних амінокислот, фактори ініціації трансляції і безліч інших. Якби вони представляли спільно еволюціонуючу групу, окрему від усіх інших гілок філогенетичного дерева, це свідчило б на користь іншої гіпотези, згідно з якою домен вірусів виник самостійно і незалежно. Однак з'ясувалося, що велика частина цих компонентів, згідно з даними порівняльної геноміки, набрана у різних організмів, у тому числі амеб і одноклітинних водоростей. Таким чином, Klosneuviruses сталися від невеликих вірусів, які з ходом еволюції набирали все більше генів у всіляких господарів, слідуючи шляхом ускладнення, а не спрощення.
Вивчення вірусів часом призводить до абсолютно несподіваних відкриттів, що стосуються ходу еволюції. З'ясувалося, наприклад, що віруси вплинули на виникнення вродженого імунітету людини. Навіщо гігантським вірусам стільки «награбованих» частин трансляційного апарату, при тому, що рибосомальних генів і РНК у вірусів ще ніколи не знаходилося, залишається не цілком ясним. Можливо, вони пригождаються, коли господарі намагаються відключити власну трансляційну систему, щоб впоратися з вірусною інфекцією.