Un nou virus gigantic a oferit indicii despre originea vieții complexe

Descoperirea ar putea oferi indicii asupra evoluției celulelor complexe cu nucleu, transmite earth.com.

Virusul a fost găsit în mostre de apă dintr-un iaz de către o echipă de cercetători de la Universitatea de Științe din Tokyo. Lucrarea a fost condusă de profesorul Masaharu Takemura, care studiază rolul posibil al virusurilor în formarea celulelor eucariote (cu nucleu). Virusurile gigant continuă să schimbe percepția asupra graniței dintre virusuri și celule.

Proprietăți rare ale virusului

În experimentele de infectare a amibei Vermamoeba vermiformis, cercetătorii au observat un efect citopatogenic pronunțat, adică virusul deteriora celula. La doar 60 de ore după infectare, celulele atingeau dimensiunea maximă, iar diviziunea acestora se oprea. Multe amibe infectate își păstrau forma rotundă și erau viabile până la șase zile, ceea ce indică un ciclu de replicare lent, dar stabil.

În timpul replicării, Ushikuvírus distruge membrana nucleară a gazdei. Microscopia electronică a arătat că, pe măsură ce particulele virale se acumulează, învelișul nucleului se descompune, iar în interiorul celulei rămân fragmente de ADN ale amibei. Spre deosebire de virusurile înrudite, care se reproduc în nucleul intact, Ushikuvírus folosește un mecanism diferit, indicând diversitatea evolutivă a strategiilor de replicare.

După pătrunderea în celulă, virusul formează așa-numita „fabrică virală” — o zonă temporară de asamblare a noilor particule. Virusurile mature părăsesc celula nu prin ruperea membranei, ci treptat, sub formă de vezicule mici. Această „ieșire blândă” corespunde unui ciclu de infectare mai lung comparativ cu speciile apropiate.

Capidul Ushikuvirusului are un diametru de aproximativ 250 nanometri și este acoperit cu țepi, unele având vârfuri închise sau fibre subțiri — un model până acum nedescris la virusurile gigant înrudite. Se presupune că aceste structuri ajută virusul să se atașeze de amibe.

Genomul Ushikuvirusului conține cel puțin 666.000 de perechi de baze și include 784 de gene presupuse. Peste jumătate dintre acestea nu au analogi cunoscuți, ceea ce indică un număr mare de funcții încă nerecunoscute.

Pe baza analizei comparative, Ushikuvirus a fost încadrat în familia Mamonoviridae și în grupul candestinovirusurilor — virusuri gigantice rare de ADN care infectează amibele. Similaritatea genetică cu cei mai apropiați înrudiți sugerează o divergență relativ recentă și adaptarea la un singur tip de gazdă.

Ipoteza privind originea nucleului celular

Virusul Ushikuvirus codifică, de asemenea, histone — proteine care ajută la împachetarea ADN-ului în spirale dense, componente principale ale cromozomilor în multe celule. Unele gene de histone sunt fuziuni între ele, fenomen observat și la alte virusuri gigantice, ceea ce poate modifica modul de împachetare a ADN-ului. Prezența proteinelor care împachetează ADN-ul nu face virusul o celulă, dar susține ideea că virusurile imită sistemele celulare.

Takemura a propus teoria eucariogenezei virale, conform căreia virusurile contribuie la crearea nucleului celular. În loc să omoare gazda, un virus mare de ADN poate să se stabilească în celulă și să preia gene pentru control pe termen lung.

Ushikuvirus oferă un sistem pentru testarea unor părți ale acestei teorii, deși niciun virus nu poate reproduce evenimentele care au avut loc acum miliarde de ani. Genomurile pot muta gene în ambele direcții, astfel încât genele virale asemănătoare cu cele celulare nu indică întotdeauna cine a apărut primul.

Autorii subliniază că Ushikuvirusul nu reprezintă o dovadă directă a originii virale a nucleului celular, dar oferă un model valoros pentru studiul modului în care virusurile pot interveni în controlul structurilor celulare. Descoperirea este, de asemenea, importantă pentru înțelegerea ecosistemelor amibelor, care adesea servesc drept „adăpost” pentru alți microbi, inclusiv potențial periculoși pentru om.

Acum ne puteți urmări și pe Telegram, Facebook și Instagram pentru a fi la curent cu ultimele știri.