Mimiviry nás nepřestávají udivovat. A spolu s nimi i celá řada dalších gigantických DNA virů. Jsou jako z jiného světa. Ve velikosti předčí celou řadu bakterií. Mimiviry mají stovky, někdy tisíce genů v podivných komplexních genomech. Bývají infikovány virofágy, malými poťouchlými viry. A kdyby to nestačilo, tak jsou veskrz prolezlé pohyblivými genetickými elementy transpovirony. Není divu, že mimiviry a spol. notně otřásají konvenční definicí viru. A není ani divu, že o nich stále více lidí přemýšlí jako o svébytné a prastaré větvi života, o níž jsme donedávna neměli ani tušení.

Virová továrna mimiviru Mont1 uvnitř améby, infikovaná virofágem Zamilon (tečky velikosti máku). Kredit: Gaia et al. (2014), PLoS One.

Jak se ale zdá, mimiviry stále ještě neřekly poslední slovo. Před časem se ukázalo, že jistý pozoruhodný virofág jménem Zamilon infikuje některé typy mimivirů a některé ne. Specialista na mimiviry Didier Raoult z Univerzity Aix-Marseille a jeho spolupracovníci se tomu rozhodli přijít na kloub a prověřili vnímavost celkem 59 typů mimivirů vůči infekci virofágem Zamilonem. Během výzkumu je napadlo, že by mimiviry mohly mít obranný systém, podobný stále slavnějšímu systému CRISPR, kterým disponují bakterie. CRISPR je vlastně obrana bakterií proti virům a bakterie s ním dovedou vyhledat a zneškodnit konkrétní virové sekvence.

Jak funguje CRISPR? Kredit: K. Sutliff / Science.

Raoult a spol. se do toho pořádně pustili a přečetli genomy 45 doposud nečtených mimivirů. Badatelé k nim přibrali ještě 15 dalších dříve přečtených a v těchto genomech hledali stopy přítomnosti mechanismu, který by připomínal bakteriální CRISPR. Právě jim vyšel článek na nejprestižnějším webu ze všech, tedy webu časopisu Nature, což je neklamnou známkou úspěchu. A skutečně, Raoult s kolegy objevili u těch mimivirů, které jsou odolné vůči virofágu Zamilon, velmi zvláštní věc. Našli operon, tedy blok po sobě jdoucích genů v bakteriálním chromozómu, ovládaný společným promotorem, který obsahuje opakovanou sekvenci ze Zamilonu. Vědci ho nazvali MIMIvirus VIrophage REsistance element, zkráceně MIMIVIRE.

Aix-Marseille University

Raoult a ostatní si pak s MIMIVIRE důkladně pohráli. Ukázalo se, že sekvence kolem zmíněného kusu sekvence Zamilonu nápadně připomínají mechanismus CRISPR. Když element MIMIVIRE vypnuli, tak dotyčný mimivirus ztratil rezistenci vůči Zamilonu a potměšilý virofág ho mohl nakazit. Produkty genů MIMIVIRE zahrnují nukleázu a helikázu, čili funkce typické pro likvidaci cizorodých sekvencí. Pokud o tom někdo pochyboval, tak tyhle mimiviry mají imunitní systém proti virofágům.

Je to pecka, i když ještě zabere hodně práce objasnit detaily. Mikrobiolog Francisco Mójica z Univerzity ve španělském Alicante, který se v devadesátých letech podílel na odhalení sekvencí systému CRISPR u mikrobů, poznamenává, že se komponenty CRISPRu vlastně už našly i u jiných virů, ale nebylo jasné, nakolik jsou funkční. Mójica podezřívá mimiviry, že CRISPR prachsprostě ukradli nějakým mikrobům. Zároveň je velmi zvědavý na to, jak vlastně obranný mechanismus mimivirů funguje. Osobně očekává, že bude dost jiné, než už bakteriálního CRISPRu. Bakteriolog newyorské Rockefellerovy univerzity Luciano Marraffini vítá objev virového imunitního systému MIMIVIRE, zdůrazňuje ale, že bude nutné vyjasnit, jak pracuje.

Raoult je vášnivým zastáncem představy, že mimiviry představují čtvrtou větev organismů, vedle bakterií, archaeí a eukaryot. Sám vnímá virový CRISPR jako skvělý důkaz, starobylou adaptaci, která potvrzuje existenci samostatné evoluční větve mimivirů. Objev jeho týmu je ale významný ještě z jednoho, o poznání praktičtějšího důvodu. Jak čtenáři OSLA již jistě dávno vědí, z imunitního systému bakterií CRISPR se teď stal úžasný nástroj bioinženýrů. Funguje totiž jako výtečný genomový editor, kterým lze přepisovat DNA v živé buňce. Podle mnohých byl rok 2015 rokem CRISPRu. A teď se objevil nový podobný systém, u obrovského viru. Zatím nevíme nic bližšího, ale třeba se i z něho stane nástroj molekulárních laboratoří. Bioinženýři jsou už jistě celí nedočkaví, až se jim imunitní systém gigantických virů dostane do rukou.

Video:  ECCMID 2015 TV - Interview with Prof. Didier Raoult

Video:  The Paleomicrobiology: Didier Raoult


Literatura
Nature News 29. 2. 2016, Nature online 29. 2. 2016.