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)
