Tim austrijskih znanstvenika došao je do zapanjujućeg otkrića, u kojem su analizom genoma mikroba otkrili da se tisuće dosad nepoznatih virusa "skriva" unutar njihova DNK-a. Znanstvenici su pronašli DNK više od 30.000 različitih virusa, ugrađene u genome različitih jednostaničnih mikroba, a rezultati njihova istraživanja objavljeni su u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.
Autori nove studije objašnjavaju da bi virusni DNK mogao omogućiti stanici domaćinu replikaciju kompletnih, funkcionalnih virusa.
Veliko iznenađenje
Bili smo jako iznenađeni time koliko smo virusa pronašli ovom analizom. U nekim slučajevima pokazalo se da se do 10 posto DNK-a mikroba sastoji od skrivenih virusa, rekao je Christopher Bellas, glavni autor studije i ekolog koji proučava viruse na Sveučilištu Innsbruck u Austriji.
Isto tako, čini se da ti virusi ne izazivaju bolesti kod svojih domaćina, naglašavaju autori studije, a mogli bi im biti i korisni. Neki od tih novih virusa nalikuju virofazima, vrsti virusa koji inficira druge patogene viruse koji pokušavaju zaraziti stanice domaćina.
Zašto se toliko virusa nalazi u genomima mikroba, još nije jasno. Naša najjača hipoteza je da štite stanicu od infekcije opasnim virusima, kaže Bellas.
Najbrojniji biološki entitet na Zemlji
Virusi su najbrojniji biološki entitet na Zemlji, a život na našem planetu znači i borbu s virusima. Virusi su vrlo raznoliki te koriste puno različitih taktika za iskorištavanje stanica zaraženih domaćina. Bez obzira na semantičke rasprave o tome jesu li virusi živi, oni se svakako umeću u živote drugih živih bića. Neki se čak repliciraju dodavanjem svojeg DNK-a u stanicu domaćina i postajući dio njezina genoma. Kada se to dogodi u zametnoj stanici, može dovesti do endogenih virusnih elemenata (EVE) ili virusnog DNK-a koji se prenosi s jedne generacije domaćina na drugu.
Znanstvenici su pronašli EVE u širokom rasponu organizama, uključujući životinje, biljke i gljive. Sisavci, primjerice, nose različite virusne fragmente u svojem DNK-u, a oko osam posto ljudskog genoma sastoji se od DNK-a iz drevnih virusnih infekcija. Autori studije objašnjavaju da većina njih više nije funkcionalna i smatraju se "genomskim fosilima".
Što istraživanje sugerira?
Novo istraživanje sugerira da EVE-ovi mogu biti prilagodljivi kod ljudi i drugih organizama, iako mogu pomoći i u obrani od modernih virusa. To vrijedi za mnoge jednostanične eukariote, pojašnjavaju austrijski znanstvenici te ističu da su ti mikrobi obično zaraženi i ubijeni divovskim virusima. Ako, primjerice, virofag već nastanjuje stanicu domaćina, može reprogramirati divovski virus da izgradi virofage umjesto da se replicira, na taj način potencijalno spašavajući domaćina.
Prema novoj studiji, DNK iz novootkrivenih virusa sličan je DNK-u virofaga, što sugerira da bi mikrobi mogli uživati određenu zaštitu od divovskih virusa zahvaljujući "ugrađenim" virusima koji se nalaze u njihovim genomima.
Autori studije pišu da se proučavanje EVE-ova dosad uglavnom fokusiralo na životinje i biljke, s malo pozornosti na protiste (sve eukariotske organizme koji nisu životinje, biljke ili gljive), iako oni predstavljaju većinu eukariotske bioraznolikosti na Zemlji.
Slučajno otkriće
Otkrivanje tisuća novih virusa skrivenih u DNK-u mikroba nije bio primarni cilj Bellasa i njegova tima, koji su planirali proučavati novu grupu virusa koje su pronašli u vodama Gossenkölleseea, alpskog jezera u austrijskoj državi Tirol.
U početku smo svojom studijom htjeli pronaći podrijetlo novih 'virusa sličnih Polintonu'. Međutim, nismo znali koji su organizmi obično zaraženi tim virusima. Zato smo proveli opsežnu studiju kako bismo testirali sve mikrobe čije su sekvence DNK-a poznate, pojašnjava Bellas.
Znanstvenicima u analizi pomoglo i superračunalo
U analizi ogromne količine dobivenih podataka pomogao im je "Leo", računalni klasteri visokih performansi na Sveučilištu u Innsbrucku. Primijetivši gene iz virofaga i drugih virusa u mnogim genomima mikroba, znanstvenici su odlučili dalje istraživati, koristeći Leo za sustavnu analizu svih javnodostupnih nacrta sklopova genoma protista.
Na taj su način pronašli EVE-ove skrivene u ponavljajućim regijama jednostaničnih eukariotskih genoma koje je teško sastaviti. Autori studije naglašavaju isto tako da tisuće integriranih virusa u nekim vrstama sugeriraju da virusi čine značajan, prethodno neprepoznati dio protističnih genoma.
Studija je također pronašla dokaze da mnogi protistični EVE-ovi nisu samo genomski fosili, već funkcionalni virusi, što sugerira da različiti nizovi ovih elemenata mogu biti dio antivirusnog sustava domaćina, zaključuju austrijski znanstvenici.
Izvor: Science Alert
