Илустрација мимивируса, врсте џиновског вируса који инфицира амебе
Научна фототека / Алами
Вируси се ослањају на машинерију својих ћелија домаћина за производњу протеина, али неки џиновски вируси кодирају кључни део овог комплета алата у свом геному, омогућавајући им да усмере ћелију домаћина да производи више сопствених протеина. Ово откриће доприноси осећају да џиновски вируси замагљују границу између живих и неживих ствари.
Џиновски вируси привлаче све већу пажњу биолога од 2003. године, када је мистериозни микроб пронађен у Бредфорду у Великој Британији први пут идентификован као „мимивирус“, који инфицира амебе. Неке су веће од типичних бактерија, имају замршене облике и имају стотине гена.
Неки од ових гена кодирају компоненте машинерије за превођење, корак који генетске информације претвара у протеине. У ћелијама, транслацију обављају структуре које се називају рибозоми и иницирају га молекуларни склопови који се називају иницијациони комплекси.
Да би се утврдило да ли џиновски вируси поседују сличан систем, Мак Фелс на Харвардској медицинској школи и његове колеге су испитали шта се дешава унутар заражених амеба и како мимивирус манипулише машинама домаћина када инфекција почне.
Тим је изоловао рибозоме из инфицираних ћелија и идентификовао вирусне протеине повезане са њима. „То је био први наговештај да би они могли бити фактори које смо тражили“, каже Фелс.
Затим су нокаутирали гене који кодирају вирусни комплекс тако што су их заменили измењеним ДНК секвенцама тако да вирус више није могао да производи одговарајуће протеине. То је довело до пада производње вируса и до 100.000 пута, а формирање нових инфективних честица је драстично нарушено.
Заједно, налази сугеришу да вирусни комплекс улази у преусмеравање машинерије за синтезу протеина домаћина током инфекције, обезбеђујући да се вирусни структурни протеини производе у великим количинама. Експерименти сугеришу да то могу да ураде чак и под тешким условима, као што су недостатак хранљивих материја и оксидативни стрес, који обично смањују синтезу протеина у ћелијама домаћинима.
Ово откриће поставља дубље еволуционо питање: како су ови вируси стекли такву способност? Неки истраживачи мисле да су џиновски вируси потомци несталих ћелијских облика живота, али други мисле да су настали као нормални вируси који су украли гене од својих домаћина.
„Џиновски вируси су током своје еволуције стекли широк спектар ћелијских машина од својих еукариотских домаћина“, каже Франк Аилвард на Виргиниа Тецх, који није био укључен у студију. До размене гена може доћи током инфекције, а током дугих еволуционих временских оквира, природна селекција може задржати гене који дају предност.
Многи од највећих вируса отимају једноћелијске организме као што су амебе и окружење унутар њих које може да варира више од релативно стабилних ткива вишећелијских домаћина. Стога би задржавање флексибилне контроле над синтезом протеина могло понудити селективну предност, каже Аилвард.
Рад такође оставља нерешена кључна питања. Геном мимивируса кодира око 1000 протеина, али функције већине су још увек непознате. На пример, још увек није јасно како прецизно ови вируси регулишу производњу протеина током једног циклуса инфекције.
„Вируси су дуго сматрани прилично пасивним ентитетима у еволуцији живих система“, каже Хиројуки Огата на Универзитету Кјото у Јапану. „Ова студија показује да џиновски вируси могу преобликовати молекуларне системе који су иначе стабилно очувани у доменима живота.“
Теме:
