Четвертая группа ChPV— это род ортопоксвирусов (OPV). У них более крупный геном, чем у вирусов других групп ChPV. Наиболее изученными считаются вирус вакцины (W-СОР) и вирус натуральной оспы (VAR-BSH).
G. Gubser et al. (2004) установили близкое родство CMPVи ВНО. Три штамма ВНО составляют одну группу, также как и два штамма CMPV. Группы ВНО и CMPV более тесно связаны друг с другом, чем с любым другим видом OPV. OPV отделились от общего предка позже, чем лепорипоксвирусы. При сравнении различных видов OPV установлено, что наименьшее генетическое различие существует между штаммами CMPV и ВНО, а наибольшее — между ГСТ и ВНО. Интересной особенностью геномов OPV является наличие большого количества генов, интактных у одного вируса, но фрагментированных у другого. Объяснением может служить тот факт, что некоторые OPV являются относительно новыми патогенами для их хозяев и в эволюционном масштабе времени произошли от предкового вируса сравнительно недавно, при этом их дивергенция сопровождалась специализацией паразитизма и, как следствие, «выключением» генов, не нужных в новом хозяине. На рис. 3.91 показано филогенетическое древо семейства поксвирусов, основанное на анализе сцепленных (concatenated) аминокислотных последовательностей 29 консервативных ортологичных белков.
Рис. 3.91. Филогенетическое древо поксвирусов. Таксономически наиболее близкими к ВНО являются не представляющие опасности для людей ортопоксвирусы, вызывающие оспенные заболевания у змей и верблюдов. Эволюционная история патогенного для людей ВОО не связана ни с ВНО, ни с ВОВ. По A. L. Hughes et al. (2010)
Объяснению происхождения ВНО мешает представление о натуральной оспе как о строгом антропонозе. Поэтому данные, полученные путем молекулярно-биологических исследований генома вируса, обычно исследователи пытаются увязать с археологическими данными или упоминаниями в письменных источниках о болезнях, которые они считают натуральной оспой (рис. 3.92).
Рис. 3.92. Мумия фараона Рамзеса V, умершего в 1157 г. до н. э. На коже видны следы оспенных пустул. Мумия считается достоверным археологическим подтверждением существования натуральной оспы в Древнем Египте, однако далее в глубь времени фантазия сторонников антропонозного происхождения ВНО не идет. Рисунок из книги F. Fenner et al. (1988)
В результате сопоставления столь разнородных фактов возникло противоречие в оценке частоты мутации на пару оснований/цикл репликации (mutations per base pairs per replication). Гели в первом случае (частота мутации для ДНК-вирусов оценивается в пределах от 2х10 -8 до 7х10 -7) исследователи предполагают, что дивергенция ВНО и Taterapox virus (инфицирует змей и грызунов в Западной Африке) от неустановленного предка произошла не ранее чем 50 тыс. лет назад; то во втором случае (предполагается частота мутации 4х 10 _6, т. е. почти как у ВИЧ) — их эволюционная история значительно короче — 3–4 тыс. лет (Hughes A. L. et al., 2010)[41]. Но такая частота мутаций в жизненном цикле ДНК-вирусов невозможна, так как репликация их ДНК сопровождается проверочным считыванием и пострепликационной репарацией. При репликации РНК-вирусов, корректировок в синтезе РНК не происходит. Молекулы вирусной РНК реплицируются через ассиметричную транскрипцию от одной цепи, исключающую большинство корректирующих механизмов, характерных для репликации молекул ДНК (по репликации РНК-вирусов см. работу Holland S. et al., 1982).
Разрешение данного противоречия целесообразно искать в эволюционной истории всей монофилетической группы крупных ДНК-вирусов, рассматривая историю поксвирусов только как ее частный случай и используя аналогии с семействами, чьи первичные хозяева установлены.
Семейство Mimiviridae и семейство Poxviridae — дивергирующие ветви общего для них неизвестного предка (см. рис. 3.90). Мимивирус впервые обнаружен в амебах Асапthamoebapolyphaga. Диаметр зрелых частиц достигает 400 нм (La Scola В. et al., 2003).
Его другое название — мимивирус Acanthamoeba polyphaga (Acanthamoeba polyphaga mimivirus; АРМУ). Размер вириона мимивируса сравним с размером микобактерии. Геном АРМУ вмещает 1,2 млн нуклеотидов (т. е. почти в 6 раз больше генома самого крупного хордопоксви-руса — FPV) и кодирует не менее 911 белков (Benarroch D. et al., 2006). Е. Ghigo et al. (2008) впервые продемонстрировали, что мимивирус в условиях in vitro путем классического фагоцитоза (т. е. так же как и ортопоксвирусы) инфицирует макрофаги мышей, выживает в них и успешно размножается. ДНК-топоизомеразы мимивирусов (IA, IB и IIA) сходны с аналогичными ферментами ортопоксвирусов (Benarroch D. et al., 2006). Репликация ортопоксвирусов и мимивирусов происходит аналогичным образом. Вирусы обоих семейств используют убиквитин-протеосомную систему (Teale A. et al., 2009). Другие примеры сходства мимивирусов и ортопоксвирусов можно найти в работе М. G. Fischera et al. (2010). Поэтому поиски первичных резервуаров поксвирусов целесообразно проводить там же, где их нашли для мимивирусов, т. е. среди простейших, а эволюцию поксвирусов рассматривать как дегенеративную, т. е. сопровождающуюся утратой генов вследствие их большей специализации к новым хозяевам. Более подробно о роли утраты генов в эволюции ортопоксвирусов, см. в работе R. С. Hendrickson et al. (2010). Поиск первичного резервуара вируса, предкового для ВНО и Taterapox virus и, возможно, самого ВНО, целесообразно осуществить в регионах, где произошла их дивергенция (рис. 3.93).
41
Yu Li et al. (2007), на основе анализа SNP, переносят время проникновения ВНО в человеческие популяции из популяций грызунов еще на более ранний срок — 68 тыс. лет до н. э. Появление в Южной Америке вируса алястрима они рассматривают как результат дивергенции ВНО, но датируют VI тысячелетием до н. э., т. е. еще до открытия Америки европейцами.