Широко распространённые геномные острова являются очагами вариабельности и мозаичности геномов гигантских вирусов

Гигантские вирусы типа Nucleocytoviricota обладают исключительно крупными и мозаичными геномами, однако механизмы, лежащие в основе их remarkable пластичности, остаются недостаточно изученными. Геномные острова представляют собой динамичные участки генома, являющиеся важными факторами диверсификации и адаптации бактерий. Однако их вклад в эволюцию гигантских вирусов в значительной степени не исследован. В данной работе охарактеризован ландшафт геномных островов гигантских вирусов с использованием 369 высококачественных геномов, включающих геномы культивируемых изолятов и метагеномные геномы, собранные по данным длинных прочтений. Мы выявили 307 геномных островов более чем в 50% геномов, что свидетельствует о повсеместном распространении этих участков в пределах Nucleocytoviricota. Геномные острова часто связаны с гипервариабельностью генома и обогащены генами, участвующими во взаимодействии с хозяином, особенно генами белков поверхностной адгезии, что указывает на их роль в адаптации к хозяину в ходе эволюционной гонки между вирусами и хозяевами. Сравнительный анализ дополнительно показал, что эти острова являются очагами диверсификации генома и характеризуются частыми приобретениями, утратами и перестройками даже у близкородственных геномов. Примечательно, что многие геномные острова обогащены бактериальными гомологами, а некоторые демонстрируют выраженную синтению с геномными участками, выявленными у совместно обитающих бактерий, что подтверждает масштабный обмен генетическим материалом между бактериями и гигантскими вирусами. В совокупности эти результаты указывают на то, что геномные острова являются повсеместными и динамичными факторами эволюции геномов гигантских вирусов и формируют основу для понимания пластичности, мозаичности и адаптивного потенциала их геномов. Исследователи проанализировали 369 геномов гигантских вирусов и выявили широко распространённые геномные острова — участки с быстрым обменом генами, которые помогают этим вирусам адаптироваться к хозяевам и даже обмениваться генами с бактериями, что позволяет по-новому взглянуть на эволюцию вирусных геномов.