Logo Polskiego Radia
polskieradio.pl
Marta Kwasnicka 18.09.2012

Gigantyczne wirusy były kiedyś organizmami

Od dawna trwa spór, czy wirusy są „żywe” czy też to nieożywione mechanizmy, które powielają się siłą rozpędu. Najnowsze badania donoszą, że wirusy żyły. A przynajmniej kiedyś.
Mikroskopowy obraz wirusa EbolaMikroskopowy obraz wirusa EbolaCDC/Wikimedia Commons CC
Ggantyczne wirusy były kiedyś organizmami
Od dawna trwa spór, czy wirusy są „żywe” czy też to nieożywione mechanizmy, które powielają się siłą rozpędu. Najnowsze badania donoszą, że wirusy żyły. A przynajmniej kiedyś.
W ten sposód drzewo życia, do tej pory posiadające trzy gałęzie (bakterie, mikroby archarea i eukarioty), może uzyskać czwartą: wirusy.
Najnowsze badania opublikowano na łamach BMC Evolutionary Biology.
Badacze wykorzystali nową metodę badawczą - nie porównywali sekwencji genetycznych, ale przyjrzeli się trójwymiarowej strukturze wirusowych protein. To jakby genetyczne „skamieniałości”, na podstawie ich kształtu, podobnie jak w przypadku pozotsałości dawnych ludzi i zwierząt, można opowiedzieć nieco o ich historii - wyjaśnia kierujący badaniami prof. Gustavo Caetano-Anollés z University of Illinois. - Patrzymy na części sytemu i obserwujemy, jak się zmieniały w czasie - mówi.
Zasada jest prosta: jeśli jakaś struktura występuje szeroko, musi być stara, ponieważ jej dziedzice zdążyli się podzileić na wiele grup, a to wymaga czasu. Większość badań zakaładała, że wirusy wysiadły z biologicznego pociągu na bardzo wczesnym etapie podróży, dlatego podczas poszukiwania wspólnego przodka żywych organizmów porównywano jedynie komórki, a wirusy takich nie mają.
W najnowszych badaniach zbadano proteiny, które pojawiają się u ponad 1000 prostych organizmów: bakterii, mikrobów archarea oraz właśnie wirusów. Badacze włączyli do grupy organizmów wielkie wirusy z premedytacją. Wydało im się, że ich bdowa jest na tyle skomplikowana, że spokojnie wytrzymuje porównanie z genomami najprostszych bakterii. - Posiadają niezwykłą maszynerię, podobną do komórkowej - mówi Gustavo Caetano-Anollés.
To skomplikowanie było na tyle zagadkowe, że naukowcy postanowili wyjaśnić jego przyczynę. Aby się rozmnażać, wirusy korzystają z komórek organizmu, na którym poasożytują. To gospodarz powiela ich proteiny i umożliwia im rozmnażanie się. Zwykłe organizmy robią to same. Badacze skupili się zatem na analizie protein z enzymów, które skłaniają komórki gospodarza do pracy na rzecz wirusa.
Kiedy podsumowano analizę kształtu i pochodzenia protein, okazało się, że podzieliły się na cztery wyraźne grupy. Czwartą stanowiły wirusy.
Najstarsze wersje protein, wspólne żywym organizmo, były także obecne u wielkich wirusów. -To oznacza, że musiały się pojawić bardzo wcześnie, na samym początku ewolucji życia - mówi Caetano-Anollés. Początkowo te wisrusy musiały być dużo bardziej skomplikowane niż dzisiaj, a z zcasem ich fukcje i budowa uległy dramatycznej redukcji. To wyjaśnia, dlaczego musiały stać się pasożytami. Badacz z Illinois uważa także, że to wielkie wirusy stały się przodkami zwykłych.


W ten sposód drzewo życia, do tej pory posiadające trzy gałęzie (bakterie, mikroby archaea i eukarioty), może uzyskać czwartą: wirusy.

Badacze wykorzystali nową metodę badawczą - nie porównywali sekwencji genetycznych (jak robiono dotąd), ale przyjrzeli się trójwymiarowej strukturze wirusowych protein. To jakby genetyczne „skamieniałości”, na podstawie kształtu tych struktur, podobnie jak w przypadku pozostałości dawnych ludzi i zwierząt, można opowiedzieć nieco o ich historii, wyjaśnia kierujący badaniami prof. Gustavo Caetano-Anollés z University of Illinois. - Zupełnie jak paleontolodzy: patrzymy na części sytemu i obserwujemy, jak się zmieniały w czasie - mówi.

Zasada jest prosta: jeśli jakaś struktura występuje szeroko, musi być stara, ponieważ jej dziedzice zdążyli się podzielić na wiele grup, a to wymaga czasu. Większość badań zakładała, że wirusy wysiadły z biologicznego pociągu na bardzo wczesnym etapie podróży, zanim życie stało się życiem, dlatego podczas poszukiwania wspólnego przodka żywych organizmów porównywano jedynie komórki, a wirusy takich nie mają.

W najnowszych badaniach zbadano proteiny, które pojawiają się u ponad 1000 prostych organizmów: bakterii, mikrobów archaea oraz właśnie wirusów. Badacze włączyli do grupy organizmów wielkie wirusy z premedytacją. Wydało im się, że ich budowa jest na tyle skomplikowana, że spokojnie wytrzymuje porównanie z genomami najprostszych bakterii. - Posiadają niezwykłą maszynerię, podobną do komórkowej - mówi Gustavo Caetano-Anollés.

To skomplikowanie było na tyle zagadkowe, że naukowcy postanowili wyjaśnić jego przyczynę. Aby się rozmnażać, wirusy korzystają z komórek organizmu, na którym poasożytują. To gospodarz powiela ich proteiny i umożliwia im rozmnażanie się. Zwykłe organizmy robią to same. Badacze skupili się zatem na analizie protein z enzymów, które skłaniają komórki gospodarza do pracy na rzecz wirusa.

Kiedy podsumowano analizę kształtu i pochodzenia protein, okazało się, że podzieliły się na cztery wyraźne grupy. Trzy były znane wszystkim biologom. Czwartą stanowiły wirusy.

Najstarsze wersje protein, wspólne żywym organizmmo, były także obecne u wielkich wirusów. -To oznacza, że musiały się pojawić bardzo wcześnie, na samym początku ewolucji życia - mówi Caetano-Anollés. Początkowo te wirusy musiały być dużo bardziej skomplikowane niż dzisiaj, a z czasem ich fukcje i budowa uległy dramatycznej redukcji. To wyjaśnia, dlaczego musiały stać się pasożytami. Badacz z Illinois uważa także, że to wielkie wirusy stały się przodkami tych zwykłych.

Najnowsze badania opublikowano na łamach BMC Evolutionary Biology.

(ew/ScienceDaily)