Хламидии оказались не совсем паразитами — они защищают своих хозяев от мимивирусов

Отбирая часть питания у амебы, хламидии взамен нейтрализуют проникающие в нее гигантские вирусы. Возможно, именно это противостояние привело к появлению необычных вирусов и сложных форм жизни на Земле.

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.