Получены новые данные о вирусах архей группы Asgard

Археи группы Asgard обладают множеством генов, кодирующих эукариотические белки, и считаются ближайшими родственниками эукариот. Однако до сих пор было неизвестно, распространяется ли сходство между членами группы Asgard и эукариотами на заражающие их вирусы. В Nature Microbiology на этой неделе опубликованы три статьи, посвященные вирусам архей группы Asgard.

Ученые из Техасского университета в Остине проанализировали метагеномные последовательности, полученные из образца глубоководных гидротермальных отложений, и собрали шесть геномов вирусов, поражающих архей группы Asgard. Шесть геномов принадлежали четырем вирусам; авторы назвали их Fenrir, Sköll, Nidhogg и Ratatoskr в честь существ из Скандинавских мифов. Геномы вирусов имеют относительно большой размер (до 117 т. п. о.) и представлены двухцепочечной ДНК. Вирусы поражают представителей филумов Lokiarchaeota и Helarchaeota. В геномах вирусов ученые обнаружили гены, которые не имеют гомологов у описанных ранее вирусов архей. Были также найдены гены, которые кодируют структурные белки, напоминающие таковые у бактериофагов порядка Caudovirales. Основываясь на геномных данных, ученые предположили, что новые вирусы способны к полуавтономным репликации генома, репарации, эпигенетическим модификациям и регуляции транскрипции и совмещают черты вирусов бактерий и архей.

Другая команда задалась целью получить полный геном археи из группы Asgard и заново собрали геном штамма LCB_4, который считали базальной группой типа Odinarchaeota. Предыдущая сборка дала геном размером 1,46 млн п. о., распределенных по девяти контигам. Авторы новой работы получили сборку, содержащую один большой контиг размером 1,41 млн п. о., один контиг, несущий системы CRISPR-Cas, и еще несколько мелких контигов. Высокое качество сборки позволило ученым предложить для штамма название Candidatus Odinarchaeum yellowstonii LCB_4. Тщательный анализ спейсеров в системах CRISPR-Cas выявил последовательности двух вирусов, которые получили название Huginn и Muninn в честь воронов Одина. Родственные им вирусы обнаружились в геномах других прокариот, в том числе архей группы Asgard.

В третьей работе, первым автором которой стала бывшая аспирантка Центра наук о жизни Сколковского института науки и технологий София Медведева, сообщается о метагеномной сборке 20 новых вирусов архей группы Asgard из образцов донных отложений, собранных вблизи полуострова Шимокита (Япония). Комбинируя филогенетический анализ с поисками локусов CRISPR в метагеномных данных, исследователи разделили найденные вирусы на три группы уровня семейств. Члены группы verdandiviruses относятся к хвостатым вирусам из класса Caudoviricetes (реалм Duplodnaviria), включающего встречающиеся повсеместно разнообразные вирусы бактерий и архей. Группа skuldviruses несет признаки вирусов реалма Varidnaviria, представители которого инфицируют организмы из всех доменов. Вирусы группы wyrdviruses близки к известным веретеновидным вирусам архей. Более 90% белков, закодированных в геномах новых вирусов, не демонстрируют какого-либо сходства с белками других вирусов. Кроме того, новые вирусы не имеют родственников среди вирусов эукариот. Авторы предполагают, что они контролируют численность популяций Asgard в глубоководных экосистемах.

Результаты исследований дают дополнительную информацию об экологии и эволюции архей Asgard.