Velké DNA viry ze skupiny NCLDV (NucleoCytoplasmic Large Dna Viruses) výrazně vyčnívají z pestré a divoké změti světa virů. Vždycky byly považovány za zvláštní a od roku 2003, kdy byl publikován objev dnes již legendárního mimiviru, pravidelně udivují globální média s nějakými novými pozoruhodnostmi. Zároveň se už docela dlouho vleče lítý spor o to, jsou vlastně velké DNA viry zač. Mívají opravdu úctyhodný genom, občas větší, než malé bakterie, a to si žádá vysvětlení. Někteří odborníci věří, že jsou to vesměs prachsprostí zlodějíčci, kteří spolu vlastně nemají nic moc společného, jen si shodou okolností v průběhu věků od hostitelů nakradli podobné geny. Druzí mají za to, že jsme v jejich případě na stopě pozoruhodné větve života, která koření velmi hluboko, na samotném počátku organismů, anebo alespoň hodně blízko k němu. Obě možnosti jsou svým způsobem ohromně fascinující, takže ať to dopadne jakkoliv, nebude to pro velké DNA viry žádná ostuda.
Rozhodnout zmíněný spor není vůbec jednoduché. Pohybujeme se hluboko do minulosti, na fosilie můžeme nejspíš rovnou zapomenout a stejně tak bohužel i na fylogenetické analýzy založené na genomech, protože informace v nich uložené jsou příliš zamlžené a nedostatečné. Naštěstí jsou ještě další možnosti, jak pátrat po původu a dávné historii virů. Teď se do toho pustil Arshan Nasir z Laboratoře evoluční bioinformatiky Illinoiské univerzity, který si s kolegy pohrál s fylogenezí strukturních domén proteinů dotyčných virů i dalších skupin organismů. Právě pro proniknutí do fylogeneze virů je analýza 3D struktury proteinů velmi přínosná. Ukazuje se, že minimálně v některých případech jsou strukturní domény vlastně relativně stabilní molekulární fosilie, mnohem stálejší v čase, než pouhá sekvence nukleotidů či aminokyselin.
Nasir a spol. analyzovali strukturní domény více než 1000 organismů ze všech tří větví života, tedy bakterií, archeí a eukaryot, a spolu s nimi samozřejmě i reprezentanty virů. Náročnost takové analýzy demonstruje i to, že původní článek v časopise BMC Evolutionary Biology není zrovna průzračně srozumitelný a na přehledné grafické výstupy už autorům asi nezbyla energie. Nicméně, lze z něho vyčíst, že podle proteinových struktur velké DNA viry vytvářejí samostatnou, tedy čtvrtou hlavní větev života, sice nejméně přesvědčivě podloženou, ale o to zajímavější.
Zároveň vyšlo najevo, že velké DNA viry obsahují mnoho starobylých struktur proteinů, které jsou zároveň přítomné u mnoha různých buněčných organismů. Badatelé z toho vyvozují, že se linie těchto virů objevila na samém úsvitu života, snad poblíž nejmladšího společného předka dnešních organismů (LUCA).
Předci dnešních velkých DNA virů tehdy žili v koexistenci s předky dnešních buněčných organismů, možná jako gigantičtí superviroví DNA paraziti či symbionti. Nasir a spol. jsou rovněž přesvědčeni, že velké DNA viry byly původně ještě mnohem větší a komplexnější a během historie prošly závratnou redukcí genomu, snad kvůli jejich parazitickým tendencím.
Právě kvůli jejich choutkám ochotně lézt do buněk hostitelů a zotročovat jejich metabolismus k vlastnímu prospěchu se velké DNA viry zároveň staly horlivými manažery evoluce, protože rádi přenášejí a vyměňují celé kusy genomu mezi organismy v rámci horizontálního přenosu genů. Výsledkem jejich snažení je, že ve dnešním světě sdílejí DNA viry a buněčné organismy opravdu celou řadu hojných proteinových struktur. Dohady kolem původu velkých DNA virů a vůbec všech virů asi ještě neutichnou. Rozhodně by pomohly další nové objevy velikých DNA virů, které určitě nejsou vyloučené. Nasir a jeho kolegové v současnosti pracují na velkorysé fylogenomické analýze všech známých virových genomů, takže se jistě v brzké době dočkáme dalších pozoruhodných objevů.
Prameny:
BMC Evolutionary Biology 12: 156, University of Illinois News 13.9. 2012, Wikipedia (Nucleocytoplasmic large DNA viruses).