Naukowcy wciąż odkrywają dziwne wirusy na całym świecie. W tym tygodniu naukowcy szczegółowo opisali swoje odkrycie stosunkowo mamutowych bakteriofagów, wirusów infekujących bakterie. Te duże mikroorganizmy nie tylko zmniejszają rozmiary typowych wirusów – wydają się również zdolne do skomplikowanych sztuczek, które normalnie spotyka się tylko u żywych organizmów.
W ostatnich latach dowiedzieliśmy się o wszelkiego rodzaju wirusach znacznie większych niż zwykle, a niektóre nawet większe niż niektóre bakterie. Nie tylko rozmiar fizyczny sprawia, że te wirusy są duże; to ich genetyka. Wirus grypy A ma osiem genów, na przykład 13 tysięcy par zasad DNA. Jednak największe dotychczas odkryte wirusy mają setki genów, z ponad milionem par zasad i mogą być widoczne pod mikroskopami o najsłabszym powiększeniu.
Te gigantyczne wirusy, jak zaczęto je nazywać, zostały w dużej mierze znalezione w amebach, często w środowiskach z dala od ludzi. Ale naukowcy odkryli teraz podobnie duże fagi w miejscach bardziej egzotycznych i bliższych domu. W zeszłym roku zespół udokumentował duże fagi żyjące w bakteriach jelitowych ludzi w Bangladeszu. W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature, ten sam zespół przedstawił dowody na istnienie jeszcze większych fagów na całym świecie.
Obecnie naukowcy często badają i odkrywają nowe wirusy, przesiewając zbiorową zupę DNA próbek pobranych ze środowiska. W tym przypadku naukowcy przyjrzeli się próbkom pobranym między innymi z odchodów ludzi i zwierząt, świeżych i morskich zbiorników wodnych, błotnistych osadów i gorących źródeł. Następnie zbadali wszelkie drobnoustroje, które prawdopodobnie nie były fagami, w tym inne wirusy. W końcu spróbowali zrekonstruować genomy tego, co pozostało.
„Genomy, które odkryliśmy, są duże, niektóre znacznie większe niż „typowe” fagi” – powiedziała Gizmodo w e-mailu autorka badań Jill Banfield, profesor nauk o Ziemi i planetologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.
Banfield i jej zespół twierdzą, że zidentyfikowali ponad 300 rodzajów fagów, które miały ponad 200 000 par zasad. Największy z nich, jaki znaleźli, miał ponad 735 000 par zasad — ponad 10 razy więcej niż rozmiar genetyczny przeciętnego faga. Te „ogromne fagi”, jak nazwał je zespół, również wydawały się mieć geny normalnie występujące w żywych organizmach i komórkach, geny, które powinny pozwolić im na wykonanie dość skomplikowanych sztuczek.
Na przykład wiele ogromnych fagów posiada geny ważne dla systemu wykorzystywanego przez bakterie do odpierania wirusów, znanego jako CRISPR. Podczas gdy większość z nas może myśleć o CRISPR jako o sprytnej technologii edycji genów, jej początkiem jest starożytny układ odpornościowy wykorzystywany przez bakterie (a także inna jednokomórkowa gałąź życia, zwana archeonami) do cięcia DNA wrogich wirusów, które chcą ich zarazić. Te geny związane z CRISPR, jak powiedział autor badania Basem Al-Shayeb Gizmodo, mogą być wykorzystywane przez ogromne fagi do wzmacniania obrony swoich gospodarzy w formie „wojny międzywirusowej w celu namierzenia i zniszczenia innych wirusów konkurujących o tę samą komórkę gospodarza ”.
Nowe odkrycia są tylko najnowszymi, aby zilustrować, jak mało rozumiemy wirusy. Realistyczne zdolności widoczne w dużych wirusach zaciemniają obraz tego, czym naprawdę jest wirus – zwykle postrzegany jako istota nieożywiona. Nawet wśród dużych wirusów sprawy nie są takie proste.
Ogromne fagi, choć podobne pod pewnymi względami do innych gigantycznych wirusów, prawdopodobnie nie są z nimi zbyt blisko spokrewnione, podobnie jak bakterie nie są blisko spokrewnione z amebami lub innymi eukariontami (organizmami, których komórki mają odrębne jądro). Zamiast tego, jak twierdzi zespół, należą one do zupełnie różnych grup lub kladów wirusów. Spośród ponad 350 ogromnych fagów, które znaleźli, zespół podzielił je na 10 oddzielnych kladów, z których każdy otrzymał nazwę oznaczającą „ogromny” w ojczystym języku współautora. Amerykański klad? „Whopperfag”.
Chociaż kochające ameby gigantyczne wirusy mogą nie stanowić problemu dla ludzi, to samo może nie dotyczyć ogromnych fagów. Wiadomo, że fagi żyjące w jelitach człowieka wpływają na mikrobiom jelitowy, co może wpływać na ryzyko niektórych chorób. Mogą również przenosić geny na bakterie, co może uczynić je bardziej odpornymi na antybiotyki lub bardziej podatnymi na choroby. Obecnie jednak badania nad wpływem fagów na zdrowie są ograniczone. Jednocześnie naukowcy mogą być w stanie ulepszyć narzędzia takie jak CRISPR, badając te dziwne wirusy.