Nowe badania pokazują, że niektóre gigantyczne wirusy kodują własną maszynerię wytwarzającą białka, zacierając granicę między organizmami żywymi i nieożywionymi. To odkrycie sugeruje, że wirusy te nie są po prostu pasywnymi pasożytami, ale aktywnie manipulują komórkami gospodarza, aby zmaksymalizować własną reprodukcję, nawet w trudnych warunkach. Konsekwencje są znaczące i rodzą pytania o pochodzenie wirusów i samą naturę życia komórkowego.
Powstanie gigantycznych wirusów
Od 2003 r., kiedy w Wielkiej Brytanii zidentyfikowano pierwszego „mimiwirusa”, gigantyczne wirusy przyciągają uwagę biologów. Wirusy te, niektóre większe od bakterii, mają złożone struktury i genomy zawierające setki genów. W przeciwieństwie do typowych wirusów, których reprodukcja opiera się całkowicie na maszynerii komórkowej gospodarza, wirusy gigantyczne kodują elementy procesu translacji – etapu, w którym informacja genetyczna przekształcana jest w białka – we własnym DNA.
Wirusowa kontrola syntezy białek
Naukowcy z Harvard Medical School pod kierownictwem Maxa Felsa badali, w jaki sposób mimiwirusy porywają komórki ameby. Odkryli, że wirusy tworzą wewnątrz komórki gospodarza kompleks, który przekierowuje mechanizmy syntezy białek, umożliwiając produkcję białek wirusowych. Eksperymenty, w których wyłączono geny odpowiedzialne za ten kompleks, zaowocowały 100 000-krotnym zmniejszeniem produkcji wirusa. Potwierdza to, że kompleks wirusowy jest nie tylko obecny, ale jest aktywnie wymagany do skutecznej replikacji.
Ewolucyjne korzenie: dziedzictwo komórkowe czy kradzież genów?
Zdolność gigantycznych wirusów do kontrolowania syntezy białek rodzi zasadnicze pytanie: skąd wzięła się ta zdolność? Istnieją dwie główne teorie. Jedna z nich sugeruje, że gigantyczne wirusy wyewoluowały ze starożytnych, obecnie wymarłych komórkowych form życia. Inna sugeruje, że stopniowo gromadziły geny skradzione żywicielom przez miliony lat. Frank Aylward z Virginia Tech zauważa, że zmienne środowisko jednokomórkowych żywicieli (takich jak ameby) mogło wybrać wirusy posiadające bardziej elastyczną kontrolę nad produkcją białek.
Nierozwiązane problemy i przyszłe badania
Genom mimiwirusa koduje około 1000 białek, ale funkcje większości z nich pozostają nieznane. Naukowcy wciąż pracują nad dokładnym zrozumieniem, w jaki sposób wirusy te regulują produkcję białek podczas infekcji. Hiroyuki Ogata z Uniwersytetu w Kioto zauważa, że badania te podważają tradycyjny pogląd na wirusy jako byty pasywne, ujawniając ich zdolność do zmiany podstawowych układów molekularnych. Badanie to pokazuje, że wirusy mogą być dynamicznymi czynnikami napędzającymi ewolucję, a nie zwykłymi obserwatorami.
Odkrycie gigantycznych wirusów charakteryzujących się samokontrolującą syntezą białek zmusza naukowców do ponownego rozważenia granic między życiem a nieożywionymi. Odkrycia te sugerują, że wirusy te mogą reprezentować unikalną linię ewolucyjną, być może wywodzącą się od starożytnych organizmów komórkowych lub wysoce przystosowanych złodziei genów. Dalsze badania tych złożonych bytów niewątpliwie zmienią nasze rozumienie ewolucji wirusów i podstawowych elementów składowych życia.
