ScienceAlert: ویروس غول پیکر یافت شده در دریاچه ژاپن ممکن است به منشا حیات چند سلولی اشاره کند

دانشمندان ژاپنی یک ویروس غول‌پیکر ناشناخته را کشف کرده‌اند که بینش‌های جدیدی در مورد این دسته مرموز از ویروس‌ها و احتمالاً منشأ حیات چند سلولی ارائه می‌دهد.

محققان گزارش می دهند که ویروس در حوضچه آب شیرین در نزدیکی توکیو در حال آلوده کردن یک آمیب بود. آنها نام آن را “ushikuvirus” از برکه Ushiku-numa واقع در استان ایباراکی گذاشتند.

ویروس های غول پیکر در طول قرن اول ویروس شناسی مدرن تا حد زیادی نادیده گرفته شدند، با اکتشافات اولیه اغلب به دلیل اندازه آنها به اشتباه به عنوان باکتری شناخته می شدند. با این حال، در حالی که تا دهه‌های اخیر به سختی می‌دانستیم که وجود دارند، از آن زمان آموخته‌ایم که ویروس‌های غول پیکر در اطراف ما هستند.

مطالب مرتبط: صدها ویروس غول پیکر مرموز در کمین اقیانوس ها یافت شدند

ویروس ها به طور کلی رایج ترین موجودات بیولوژیکی روی زمین و یکی از گیج کننده ترین ها در نظر گرفته می شوند. اطلاعات کمی در مورد تاریخچه تکاملی ویروس ها وجود دارد و هنوز در مورد اینکه آیا آنها به عنوان موجودات زنده واجد شرایط هستند یا خیر وجود دارد.

حتی اگر آنها زنده نباشند، ویروس ها به وضوح تأثیر زیادی بر همه اشکال زندگی از جمله ما دارند. این نه تنها شامل ربودن سلول های میزبان و ایجاد بیماری می شود، بلکه گاهی اوقات در تکامل آن نیز دخالت می کند.

ویروس‌ها می‌توانند انتقال افقی ژن را در میان موجودات زنده تسهیل کنند و برخی که به عنوان رترو ویروس شناخته می‌شوند، DNA خود را در ژنوم سلول‌های میزبان وارد می‌کنند. اگر این در رده زایا میزبان رخ دهد، DNA ویروسی می تواند به فرزندانش منتقل شود.

در واقع، بقایای رتروویروس‌های باستانی اکنون تا 8 درصد از ژنوم انسان را تشکیل می‌دهند که مزایای خود را دارد. DNA رتروویروسی ممکن است به مهره داران اولیه توانایی تولید میلین را داده باشد و این کلید تکامل جفت بوده است.

خیلی زودتر، ویروس‌ها ممکن است باعث نوآوری بزرگ‌تر و مرموزتر شده باشند: جهش تکاملی از پروکاریوت‌ها یا موجودات تک سلولی به یوکاریوت‌ها یا موجودات چند سلولی.

سلول‌های یوکاریوتی معمولاً دارای یک هسته غشایی هستند که نشان‌دهنده یک «شکاف طراحی» از اجداد پروکاریوتی آنهاست. روشن نیست که چگونه چنین تغییر چشمگیری رخ داده است، اما یک نظریه جالب نشان می دهد که هسته ها هدیه ای از ویروس ها هستند.

این ایده که به عنوان یوکاریوژنز ویروسی شناخته می شود، اولین بار در سال 2001 توسط ماساهارو تاکمورا، زیست شناس مولکولی در دانشگاه علوم توکیو ارائه شد. او این فرضیه را مطرح کرد که هسته سلول های یوکاریوتی از یک ویروس DNA بزرگ، مانند ویروس آبله که برخی از پروکاریوت های ماقبل تاریخ را آلوده کرده است، به وجود آمده است.

ویروس به جای ایجاد مشکل، در سیتوپلاسم سلول ساکن می شود و در نهایت ژن های مهمی را از میزبان خود به دست می آورد و به تدریج به سمت هسته سلول حرکت می کند.

این نظریه با کشف ویروس های غول پیکر حاوی DNA در سال 2003 که ساختارهایی به نام “کارخانه های ویروسی” را در سلول های میزبان تشکیل می دهند، مورد توجه قرار گرفت. این کارخانه‌ها گاهی در یک غشاء محصور می‌شوند و شبیه هسته‌های سلول‌های یوکاریوتی هستند.

از آن زمان، دانشمندان انواع مختلفی از این ویروس‌های غول‌پیکر را کشف کرده‌اند، از جمله گونه‌هایی از خانواده Mamonoviridae و ویروس‌های پنهان نزدیک مرتبط که گونه‌های خاصی از آمیب‌ها را آلوده می‌کنند. با این حال، ویروس های غول پیکر بسیار متنوع هستند و جداسازی آنها دشوار است، بنابراین یافتن جدیدی مانند ushikuvirus کار بزرگی است.

تاکمورا یک ربع قرن پس از ارائه این ایده همچنان در حال تحقیق در مورد یوکاریوژنز ویروسی است و بخشی از تیمی بود که در مطالعه جدید، ushikuvirus را شناسایی و توصیف کرد.

تاکمورا می‌گوید: «می‌توان گفت که ویروس‌های غول‌پیکر گنجینه‌ای هستند که دنیای آن‌ها هنوز به طور کامل شناخته نشده است. یکی از احتمالات آینده این تحقیق ارائه دیدگاه جدیدی به بشریت است که دنیای موجودات زنده را با دنیای ویروس ها پیوند می دهد.

Ushikuvirus آمیب های معروف به vermamoeba را آلوده می کند.Vermamoeba vermiformisعادتی که با Clandestinovirus مشترک است. در حالی که شکل و سطح کپسید سیخ دار آن شبیه مدوزاویروس ها است.

با این حال، با سایر ویروس های غول پیکر نیز متفاوت است. به عنوان مثال، سلول های میزبان خود را مجبور می کند تا به طور غیرعادی بزرگ شوند و خوشه های کپسید آن دارای کلاهک های منحصر به فرد و ساختارهای فیبری هستند.

به جای حفظ هسته سلول میزبان و تکثیر در داخل، همانطور که ویروس های مخفی و مدوزاویروس انجام می دهند، ushikuvirus در عوض کارخانه ویروس را تشکیل می دهد و غشای هسته میزبان را مختل می کند.

این شباهت‌ها و تفاوت‌ها می‌تواند سرنخ‌های حیاتی برای کمک به دانشمندان در کنار هم قرار دادن تاریخچه تکاملی ویروس‌های غول‌پیکر باشد. تاکمورا و همکارانش امیدوارند که بدانند چگونه و چرا این ویروس ها تا این حد متنوع شدند و چه نقشی در پیدایش یوکاریوت هایی مانند ما داشتند.

تاکمورا گفت: “انتظار می رود کشف ویروس جدید مربوط به Mamonoviridae، “ushikuvirus” که میزبان متفاوتی دارد، دانش را افزایش دهد و بحث را در مورد تکامل و فیلوژنی خانواده Mamonoviridae تحریک کند.

او می گوید: «در نتیجه، اعتقاد بر این است که ما می توانیم به اسرار تکامل موجودات یوکاریوتی و اسرار ویروس های غول پیکر نزدیک شویم.

این مطالعه در منتشر شد مجله ویروس شناسی.