Když v roce 2008 věda objevila virofág Sputnik,.devastujícího společníka gigantických mamavirů, tedy velkých nukleocytoplazmických DNA virů, bylo docela jasné, že by podobných bizarních virálních patogenů velkých virů mohlo být víc. Neuplynulo ani moc času a máme tady dalšího virofága a opět jde o nesmírně zajímavou záležitost.
Shodou okolností stojí za novým virofágem stejní lidé, kteří nedávno nalezli velký nukleocytoplazmický DNA virus, Cafeteria roenbergensis virus (CroV), ve dravém mořském bičíkovci Cafeteria roenbergensis. Curtis Suttle a Matthias Fischer z University of British Columbia ve Vancouveru podle všeho nenechali kafeterie a hlavně ani svůj gigantický virus oddechnout a v časopisu Science opět hlásí senzační, byť víceméně očekávaný objev. Tentokrát je to virofág gigantického viru CroV, přezdívaný Mavirus, což je méně šťavnatá složenina z původního „Maverick virus“, odkazujícího na videohry série Mega Man pro dnes již muzeální 16-bitové konzole Super Nintendo Entertainment System.
Stejně jako první objevený virofág Sputnik, i Mavirus podle všeho značně devastuje hostitelské gigantické viry a významně tak před nimi chrání hostitelské kafeterie. A také stejně jako Sputnik parazituje na replikačním aparátu velkého nukleocytoplazmického DNA viru. Genom Maviru obsahuje 19 063 párů bází a Suttle s Fischerem v něm identifikovali celkem 20 pravděpodobných proteinů, včetně retrovirální integrázy a DNA polymerázy B.
Je pozoruhodné, že sekvence Maviru není až tak blízká kolegovi virofágu Sputniku, natož gigantickým hostitelským virům, ale eukaryotním DNA transpozonům ze skupiny Maverick/Polinton. Jde o pohyblivé kousky eukaryotních genomů, které na rozdíl od retrotranspozonů cestují, aniž by k tomu využívali přepis do RNA. Jejich původ zůstával dlouho záhadou. 7 ze 20 předpokládaných sekvencí proteinů Maviru vykazuje nápadnou homologii transpozonům Maverick/Polinton. Jedním z nich je přitom gen kódující retrovirální integrázu v podobě, která je u transpozonů této skupiny velmi konzervovaná.
Překvapivý vztah Maviru k eukaryotním transpozonům samozřejmě vyvolává spoustu dalších otázek. Bylo to tak, že transpozony Maverick/Polinton vznikly z dávných Mavirů nebo jejich blízkých příbuzných? Není to vyloučené, tyto transpozony byly vzhledem ke svým sekvencím už stejně v podezření, že jsou virového původu. A pokud to tak bylo, souviselo to nějak s ochranou prastarých eukaryotních buněk před velkými nukleocytoplazmickými DNA viry, jako je veliký CroV? Jestli jsou tyto úvahy správné, pak jsou dnešní virofágy, jejich hostitelé a hostitelé jejich hostitelů ozvěnou divokého oceánu z dob vzniku a prvního rozvoje života na Zemi, kdy se teprve vytyčovaly hranice mezi světy buněk a virů. Suttle s Fischerem sice nevylučují alternativní evoluční scénáře, ale jedním dechem předpovídají, že bychom mohli postupně objevovat virofágy příbuzné dalším skupinám DNA transpozonů.
Virofágy asi nikdy nebudou tak mediálně atraktivní, jako je teď špína v meteoritech, pár šílenci považovaná za mimozemské sinice z tajemného vesmíru, ale na rozdíl od nich jsou virofágy úžasným a velmi hmatatelným objevem, který opravdu změnil naše představy o počátku buněčného života a který si opravdu zaslouží pozornost.
Prameny:
GenomeWeb Daily News 4.3. 2011, Science Daily 3.3. 2011, Science online 3. 3. 2011, Wikipedia (Sputnik virophage, Transposon).
Diskuze:
RE: Představy o počátku buněčného života
Ondrej K,2011-03-08 10:59:03
Zdravím a děkuji za zajímavý článek, přiznám se že pro mě byla novinka už samotná existence virofagů. Nicméně mě zarazila poznámka o počátcích buněčného života v souvislosti s virama - moje laická představa (a mám neodbytný dojem že i podpořená vzděláním...) byla ta že viry jsou spíše "kousky nukleových kyselin" lteré se vydali do světa (koneckonců, pokud se nepletu, viry k rozmonožování, stavbě "těl" atd. potřebují buňky, buňky se bez virů neobejdou (ok, ja vim že v buňkách je spousta užitečných "udělátek" virového původu, ale a) proc by viry nemohli být potomci těchto udělátek, a b) koneckonců i mezi lidmy je dost těch kteří z obávaneho škůdce vlka udělali své domácí miláčky). Schrnuto - žil jsem v dojmu že viry jsou spíše větev života vzešlá z buněčného, nikoli jeho předchůdce. Může mi někdo (třeba Standa Mihulka :D ) vysvětlit v čem se pletu, jestli se pletu? Jinak se omlouvám za příspěvek související e článkem jen okrajově.
P.S. Ještě mě napadla uplně šílená věc - virofágové jako velice upgreadovaná imunitní obrana... (a proč ne, když jsou si navzájem méně přípuzní než s eukaryotama). Díky za každou relevantní reakci.
Jan Kočí,2011-03-08 12:17:31
virofágem rozšířená imunita je v podstatě v článku taky zmíněna:) jen to možná nejde na první pohled poznat..
kooperativní interakce jsou známy i mezi zcela odlišnými organismy, pokud narážíte na kin selekci, ta není třeba, šlo by to i jinak..
k tomu, co bylo dříve, jestli viry nebo buňky, myslím, že to zatím nikdo neví a možná máte pravdu i vy:) zatím těžko říci.. alternativ spousta, důkazů pramálo.. nicméně objevy jako tento nám postupně a pomalu mohou svítit na cestu poznání:)
Jan Kočí,2011-03-08 12:25:41
osobně ale moc nevěřím tomu, že se například bakteriofágy objevily až s příchodem eukaryot po bezmála 1,5 mld let prokaryotní evoluce...
mimochodem pro mě jsou virofágy také novinka, teď si ale říkám "a proč ne? dyť je to jasný:D" - klasické kolumbovo vejce;))
Re: Jan Kočí 08.03.2011 v 12:25
Ondrej K,2011-03-08 13:02:15
No ja nemyslim že by viry, a zvláště zrovna bakteriofagy museli čekat až na eukariotní buňku, jen sem tím myslel (ok, mysleti je hxxxo znáti...) aby mohl existovat první (pra)vir musel najít místo kde se množit, a z čeho stavět sám sebe (nemluvě o tom že pokud vím viry se do toho "sebestavění" taky nehrnou a nechávají to na jiných) musel se nejdřív "nabourat" do (pra)buňky - at uz vypadala jakkoli, mohla to být klidně nějaká praarcheoproproprokaryota, ale musela to být buňka. Možná se to zdá podobné "tomu o slepici a vejci", ale protože vir to bez bunky nezvládne, a bunka bez viru jo, tak mi z toho vyplývá že tu bunka musela být první. No a protože je dost nepředstavitelné (a to mam dost velkou fantazii) by ve světě kde už existuje buněčný život vznikl život nový, nebuněčný, ale jinak svojim genetickým kodem plně kompatabilní s buněčným, tak holt my z toho plyne že viry by mohli být potomci různý bloudících kousků nukleových kyselin, kterých je v buňkách, od těch nejednodušších prokariot až po ty moje, víc než dost. To jen tak na ujasnění kterým směrem zabloudili moje myšlenky a proč se mi nejeví viry jako možní předci buněčného života (ale klidně se mohl kousek NK vydat na cestu už z té první uplně nejprvnějíší prabuňky, proč ne).
Re: Jan Kočí 08.03.2011 v 12:25
Ondrej K,2011-03-08 13:05:51
A k tomu kolombovu vejci - podle rozšířené teze má každá forma života nejméně jednoho svého specializovaného parazita, čili se těším na objev prvního virovirofága :D
Potreboval virus bunku?
Marek Fucila,2011-03-08 14:42:34
V tomto som uplny laik, ale podla mna tvrdenie, ze virusy museli mat na mnozenie vzdy bunky je mozno pritvrdy predpoklad. Je nevyhnutne, aby organely, ktore bunka pri kopirovani DNA pouziva boli nutne vnutri v nej? Mne sa vidi mozna aj predstava, ze to mohli byt aj samostatne jednotky, z ktorych sa teraz bunky skladaju. Potom by boli bunky skor potomkami virusov, ktorych kod je natolko komplexny, ze dokaze zabezpecit nezavisly zivot. Virusy mozno boli odkazane na zivot v nejakom "koktejli" molekul.
Roman Rodak,2011-03-08 08:36:22
ach, je to super a je to lepsie ako udajny objav skamenelych bakterii, ale bohuzial nerozumiem minimalne polovici clanku :( dufam ze nie je prilis drze keby som autora poziadal o trochu dlhsi clanok, ktory by isiel viac do sirky, objasnoval suvislosti, pojmy a idealne mal aspon 2x mensiu hustotu odbornej terminologie. (nieco na styl ako pise pan Wagner)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
