Ученые из МГУ вместе с иностранными коллегами предложили систематику вирусов, объединяющую подход к систематике как у клеточных форм жизни с новейшими данными геномики. Результаты работы, вводящие десять новых уровней в вирусную классификацию, опубликованы в журнале Nature Microbiology.

Вирусы — это неклеточные формы жизни, которым необходимо заражать клетки для размножения. Множество вирусов вызывает инфекционные заболевания человека: к примеру, коронавирус SARS-CoV-2 привел к пандемии COVID-19. Однако с точки зрения фундаментальной науки классифицировать вирусы правильнее по их родственным связям. Это помогает понять их эволюцию, не ограничиваясь лишь тем, заражают ли они человека, и проследить их роль в живой природе.

Этим занимается Международный комитет по таксономии вирусов (International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV). После продолжительных дискуссий ведущие вирусологи с участием профессора МГУ решили внести в систематику неклеточных форм жизни принципиальные изменения.

Отныне классифицировать вирусы нужно в рамках иерархической структуры, сходной с теми, которые используются для клеточных организмов (животные, растения, грибы, эубактерии и архебактерии), хотя вирусы не представлены на дереве жизни, а их геном обладает уникальными особенностями и может быть зашифрован, к примеру, в двойной цепи РНК или в одинарной цепи ДНК, что недоступно для клеточных организмов.

Теперь же таксономия подводит их под общие для всех организмов правила таксономии — систематического упорядочивания в группы на основании общих характеристик. Такие группы получаются многоуровневыми и позволяют получить много информации о положении организма в системе из его номенклатуры.

В таксономии иерархические уровни известны как ранги, а группы называют таксонами. Новая структура таксономии вирусов расширена на десять рангов, добавленных к существовавшим до сих пор пяти: виду, роду, подсемейству, семейству и порядку. Восемь из десяти новых рангов введены для систематизации далеких эволюционных связей вирусов, которые не учитывались в вирусной систематике с момента ее создания на Всемирном конгрессе вирусологов, который прошел в Москве в 1966.

По словам авторов работы, всего известно около 6000 видов вирусов, однако благодаря новым методам (высокопроизводительному секвенированию, метагеномному подходу к анализу природных образцов и так далее) скорость описания новых нарастает лавинообразно.

«Осознание того, что вирусное разнообразие, которое может во многом определять нашу биосферу, становится предметом систематического описания и подтолкнуло ICTV к революционному преобразованию структуры вирусной классификации, — объясняет ведущий автор публикации Александр Горбаленя, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ и почетный профессор Медицинского Центра Университета Лейдена (Нидерланды), бывший вице-президент ICTV. — Теперь вирусы можно группировать на всем диапазоне уровня их сходства, используя компьютерные методы сравнительной геномики и принципы, установленные для клеточных организмов Карлом Линнеем и Чарльзом Дарвином».

Сравнение иерархий таксономических рангов ICTV в 1991–2017 и 2019 годах. Таксономические ранги показаны в отношении структуры распределения таксонов. Количество таксонов, присвоенных каждому рангу (декабрь 2019 г., MSL34), показано белым шрифтом справа. Черные стрелки, ранги общие для таксономий пяти и 15 рангов; розовые стрелки, ранги, введеные в 15-ранговую таксономию.

Новая структура вирусной классификации делает нас ближе к пониманию происхождения и эволюции вирусов, а также приводит к единому знаменателю таксономию вирусов и клеточных форм жизни. Кроме того, система может быть полезна медицинскому сообществу.

«Хотя все эти вирусы способны вызывать инфекционные заболевания людей, они сильно различаются генетически и таксономически. Например, SARS-CoV, входящий в один вид с SARS-CoV-2, и вирус Эболы настолько же далеки друг от друга, как человек и дрожжи в таксономии клеточных форм жизни. Такое сравнение стало возможным только в рамках новой ранговой структуры», — подчеркивает Александр Горбаленя.