Nieuw onderzoek toont aan dat sommige gigantische virussen coderen voor hun eigen machinerie voor het maken van eiwitten, waardoor de grens tussen levende en niet-levende organismen vervaagt. Deze ontdekking suggereert dat deze virussen niet louter passieve parasieten zijn, maar actief gastheercellen manipuleren om hun eigen replicatie te maximaliseren, zelfs onder zware omstandigheden. De implicaties zijn aanzienlijk en roepen vragen op over de oorsprong van virussen en de aard van het cellulaire leven.
De opkomst van gigantische virussen
Sinds 2003, toen het eerste ‘mimivirus’ in Groot-Brittannië werd geïdentificeerd, hebben gigantische virussen biologen gefascineerd. Deze virussen, waarvan sommige groter zijn dan bacteriën, bezitten complexe structuren en genomen die honderden genen bevatten. In tegenstelling tot typische virussen, die voor hun voortplanting volledig afhankelijk zijn van de machinerie van de gastheercel, coderen gigantische virussen componenten van het vertaalproces (de stap waarbij genetische informatie in eiwitten verandert) binnen hun eigen DNA.
Virale controle van eiwitsynthese
Onderzoekers van de Harvard Medical School, onder leiding van Max Fels, onderzochten hoe mimivirussen amoebencellen kapen. Ze ontdekten dat de virussen een complex in de gastheercel samenstellen dat de machinerie van de eiwitsynthese omleidt, waardoor de productie van virale eiwitten wordt verzekerd. Experimenten waarbij virale genen die verantwoordelijk zijn voor dit complex werden uitgeschakeld, resulteerden in een 100.000-voudige vermindering van de virale productie. Dit bevestigt dat het virale complex niet alleen aanwezig is, maar ook actief essentieel is voor efficiënte replicatie.
Evolutionaire oorsprong: cellulaire afkomst of genendiefstal?
Het vermogen van gigantische virussen om de eiwitsynthese te controleren roept een fundamentele vraag op: waar komt dit vermogen vandaan? Er bestaan twee belangrijke theorieën. Eén suggereert dat gigantische virussen zijn geëvolueerd uit oude, nu uitgestorven cellulaire levensvormen. De andere stelt dat ze geleidelijk genen verzamelden die in de loop van miljoenen jaren van hun gastheren waren gestolen. Frank Aylward van Virginia Tech merkt op dat de fluctuerende omgeving binnen eencellige gastheren (zoals amoeben) mogelijk heeft gekozen voor virussen met een flexibelere controle over de eiwitproductie.
Onopgeloste vragen en toekomstig onderzoek
Het mimivirusgenoom codeert voor ongeveer 1.000 eiwitten, maar de functies van de meeste blijven onbekend. Onderzoekers proberen nog steeds te begrijpen hoe deze virussen de eiwitproductie tijdens infectie precies reguleren. Hiroyuki Ogata van de Universiteit van Kyoto wijst erop dat deze studie de traditionele kijk op virussen als passieve entiteiten ter discussie stelt, en hun vermogen onthult om fundamentele moleculaire systemen te hervormen. Dit onderzoek benadrukt dat virussen een dynamische aanjager van de evolutie kunnen zijn, en niet alleen maar omstanders.
De ontdekking van gigantische virussen met zelfgestuurde eiwitsynthese dwingt wetenschappers om de grenzen tussen leven en niet-leven opnieuw te evalueren. De bevindingen suggereren dat deze virussen een unieke evolutionaire tak kunnen vertegenwoordigen, mogelijk afstammend van oude cellulaire organismen of zeer aangepaste genendieven. Verder onderzoek naar deze complexe entiteiten zal ongetwijfeld ons begrip van de virale evolutie en de fundamentele bouwstenen van het leven zelf hervormen.
