Ученые обнаружили вирус, который эволюционировал для защиты хозяина

В ходе одного исследования выяснилось, что дикий арабидопсис, инфицированный определенным вариантом вируса, имел на 25% более высокую вероятность пережить последующий дефицит воды. И эта вероятность напрямую зависела от погоды.

«В обычных условиях вирус вел себя как патоген, убивающий растения с нормальным режимом полива, – говорит вирусолог Сантьяго Элена Фито, глава Института интегративной системной биологии. – Однако, оказавшись в условиях засухи, инфицированные растения выживали».

Чтобы разобраться в причинах таких изменений, исследователи заразили здоровые растения вариантами вируса, которые развивались либо в условиях засухи, либо при стандартном количестве осадков. Затем инфицированные растения либо поливали как обычно, либо поместили в засушливые условия. В результате оказалось, что варианты вируса, которые развивались в нормальных условиях, продолжали губить растения, а вот те, которые появились в условиях засухи, демонстрировали больше «милосердия», даже если их хозяев продолжали поливать.

Сделанное открытие указывает на то, что вирусы, развивавшиеся в условиях засухи, каким-то образом меняли транскрипцию генов организма-хозяина, чтобы помочь ему выжить. В частности, исследователи обнаружили у растений, инфицированных такими вариантами вируса, генетические изменения, связанные с циркадными ритмами, что могло влиять на режим водопользования растения.

Предыдущие исследования показали, что некоторые вирусы губят культурные растения, но не затрагивают дикие тем же образом. Ученые предполагают, что это происходит из-за того, что отношения «вирус–хозяин» находятся в спектре от патогенеза (болезней) до мутуализма (когда всем хорошо), и определенные условия окружающей среды могут «решать», где именно в этом спектре окажется вирус. В 2008-м году исследователи заметили, что некоторые мозаичные вирусы, вероятно, улучшали способность растений сопротивляться экологическому «стрессу», повышая их водозащиту и выработку антиоксидантов. А в 2013-м году другое исследование показало, что одновременные засуха и жара могут менять сигнальные пути вируса мозаики турнепса, вероятно, защищая растение от воздействия тепла. Авторы нового исследования впервые продемонстрировали, что условия окружающей среды могут напрямую влиять на отношения «вирус–хозяин», меняя их от патогенных до взаимоблагоприятных.

Ученые считают, что некоторые растения, сталкиваясь с абиотической угрозой, меняют свой метаболизм и экспрессию генов, запуская определенные изменения, которые могут повлиять на исход вирусной инфекции. Вирусы, которые развиваются в организме при таких условиях, со временем учатся не убивать своего хозяина, потому что в противном случае погибнут и сами. В быстро нагревающемся мире, где урожаю растений в будущем угрожают более частые и интенсивные периоды жары, знание механизмов, повышающих устойчивость растений к засухам, может спасти человечество.