Глубоко в вечной мерзлоте Сибири, почти в 100 футах под мерзлым грунтом, он оставался бездействующим веками и веками. Над землей ледники отступили, появились древние люди, и в конце концов, цивилизация развивалась.
Связанный контент
- Микробиологи продолжают находить гигантские вирусы в таянии вечной мерзлоты
- Растения, замороженные под ледником в течение 400 лет, могут вернуться к жизни
Теперь он был разморожен и возрожден благодаря команде французских ученых. Это вирус, и его зомби-подобное воскресение показывает, что микробы могут существовать гораздо дольше, чем предполагали ученые.
В течение десятков тысяч лет вирус оставался полностью замороженным. Микроб, однако, был не совсем мертвым - отчасти потому, что любой вирус, по стандартам биологии, нельзя по-настоящему назвать живым. Все вирусы требуют, чтобы клетки-хозяева размножались, и между репродуктивными циклами они сохраняются в виде инертной частицы, называемой вирионом, примерно аналогичной семени растения.
В 2000 году ученые во главе с Жаном-Мишелем Клавери и Шанталь Абергель из Средиземноморского института микробиологии прибыли в Анюйск, отдаленный город в Чукотском районе Сибири, для поиска новых вирусов в ранее не исследованных средах. Ранее предполагалось (и с тех пор было доказано), что организмы могут быть заморожены в течение десятков тысяч лет, а затем успешно восстановлены, поэтому исследователи пробурили глубоко в обнажении постоянно мерзлого грунта вдоль берегов реки Ануй для поиска для некоторых.
Чукотский край, выделенный красным цветом, где ученые взяли пробы вечной мерзлоты. (Изображение через Wikimedia Commons / Marmelad) Они обращались с ядром мерзлой почвы, которую они извлекли, с особой осторожностью, покрывая его внешнюю поверхность втирающим спиртом, чтобы устранить загрязнение, затем извлекали крошечный образец почвы из его центра и хранили его в стерильном пакете. Используя радиоуглеродное датирование, ученые датировали возраст почвы где-то между 34 000 и 37 000 лет.
Прошли годы, и ученые в итоге проанализировали образец вместе с другими. Более десяти лет спустя они наконец объявили, что действительно нашли жизнеспособный вирус в образце вечной мерзлоты - и это гораздо более необычно, чем они ожидали.
«Мы догадались, что вирионы могут оставаться заразными, по крайней мере, так долго», - говорит Клевер. «Сюрприз был вызван тем фактом, что это был гигантский вирус, совершенно другого типа, чем предыдущие [современные]».
До 2003 года считалось, что все вирусы были крошечными - совершенно невидимыми при стандартном световом микроскопе и составляли часть размера большинства бактериальных клеток. С тех пор было обнаружено несколько гигантских вирусов, в том числе пандоравирусы, обнаруженные Клевером и Абергелем в пробе воды, взятой у побережья Чили, где был зафиксирован размер, равный длине около одного микрометра или одной тысячной миллиметра.
Но их новый вирус Pithovirus sibericum, описанный в статье, опубликованной сегодня в Proceedings Национальной академии наук, имеет удивительные 1, 5 микрометра в длину, в 10-100 раз больше, чем вирус среднего размера. Под микроскопом он легко виден как овал, обрамленный темно-черным конвертом с перфорированной пробкой на конце, размером с бактериальную клетку.
Детальный микроскопический обзор вируса: A фокусируется на его перфорированной пробке; B показывает поперечное сечение со стрелкой, указывающей на трубчатую структуру в центре; С показывает вид сверху штекера; D показывает вид снизу вируса с противоположной стороны. (Изображение предоставлено Джулией Бартоли и Шанталь Абергель, IGS и CNRS-AMU) Он не представляет опасности для человека, потому что он исключительно заражает одноклеточные организмы, называемые амебами - то, что ученые обнаружили, когда они восстанавливали микроб из его инертной формы вириона, нагревая его и помещая в чашку Петри с живыми амебами. После возрождения вирус проник в клетки амеб, захватил метаболический механизм клеток, чтобы создать множество своих копий, и расколол клетки, открыл их, убил и освободился, чтобы заразить другие клетки.
Известные ранее гигантские вирусы также заражают амебы, вероятно, из-за того, как легко в них проникнуть. Амебы питаются фагоцитозом, используя свои клеточные мембраны для поглощения частиц и организмов; чтобы гигантский вирус проник внутрь амебы, все, что он должен сделать, - это позволить себе поглотиться. Поскольку большинство клеток человека и других животных не поглощают частицы таким образом, вирусы, которые заражают нас, обычно должны использовать более сложные методы проникновения, которые запрещают такие огромные размеры.
Для ученых наиболее важным аспектом нового открытия является то, что они обнаружили, когда изолировали ДНК вируса и упорядочили его гены. «Размер его генома намного меньше ожидаемого по размеру частиц, всего 500 генов, - говорит Клевер, - где в двух других семействах гигантских вирусов насчитывается более тысячи». Кроме того, процесс репликации нового вируса намного больше похож на процесс репликации вируса стандартного размера, чем на другие гигантские вирусы, что заставляет Claverie описывать его как нечто вроде «моста» между гигантскими вирусами и традиционными.
До сих пор два семейства обнаруженных гигантских вирусов (мегавирусы и пандо-вирусы) были очень генетически похожи. По словам исследователей, обнаружение радикально отличающегося гигантского вируса в случайно выбранном образце вечной мерзлоты указывает на то, что гигантские вирусы встречаются гораздо чаще и разнообразнее, чем считалось ранее.
Также существует тот факт, что этот вирус выжил в течение не менее 30 000 лет в мерзлой почве. Поскольку вирусы не участвуют в большинстве самостоятельных действий, осуществляемых всеми формами жизни (например, они не используют энергию для регулирования своего собственного метаболизма), вполне вероятно, что они могут выжить в инертном состоянии гораздо дольше чем любая форма жизни. Если единственным ограничением является количество времени, в течение которого их ДНК может сохраняться, возможно, они смогут выжить за несколько миллионов лет до того, как она будет непоправимо повреждена естественной радиоактивностью Земли. Клавери и Абергель в настоящее время проводят отбор проб старых слоев мерзлой почвы для поиска еще более древних вирусов.
Но даже несмотря на то, что этот конкретный вирус не представляет угрозы для здоровья человека, его обнаружение вызывает нерешенные вопросы. «[Это] является хорошей демонстрацией того, что представление о том, что вирус может быть« уничтожен »с планеты, совершенно неверно и дает нам ложное чувство безопасности», - говорит Клевер. Что касается арктического и субарктического тепла, то «добыча полезных ископаемых означает бурение человеческих поселений и рытье в этих древних слоях впервые за миллионы лет. Если жизнеспособные вирионы все еще существуют, это хороший путь к катастрофе».
