Mitä helvettiä se on? Tiedemiehet esittävät tämän kysymyksen joka päivä yrittäessään selvittää, miten erilaiset elävät asiat liittyvät toisiinsa. Vastaukset eivät ole helppoja tai triviaaleja. Biologisia sidoksia ei käytetä pelkästään elämänluettelon rakentamiseen vaan myös ymmärtämään, miten elämä on kehittynyt moniksi muodoiksi. 
Virukset ovat erinomainen esimerkki. Ne aiheuttavat ongelmia biologeille, koska niillä ei ole soluja, joten ne eivät kuulu mihinkään elämän kolmesta tärkeimmästä ryhmästä tai "verkkotunnuksesta", joita kaikki muut organismit tekevät - bakteerit, arkisto (mikrobin eri muoto) ja eukaryota (kasvit, eläimet ja sienet). Jotkut tiedemiehet väittävät, että virukset eivät ole eläviä organismeja, ja niitä pidetään paremmin huonoina geneettisinä materiaaleina, jotka eivät voi lisääntyä yksin ja tarvitsevat isäntäsolujen kaappaamisen. Toiset uskovat, että solujen organismeista kehittyneet virukset ovat siten neljännen elämän aluetta.
Viimeksi mainittu teoria vahvistui löytäminen kymmenen vuotta sitten suurimpien virusten, jotka ovat samanlaisia kuin solujen elämää. Mutta uusi tutkimus julkaistu lehdessä ScienceNäiden jättiläisten virusten genomeissa tämä ajatus kyseenalaistetaan. Niinpä tiedemiehet joutuvat aloittamaan virusten alkuperän etsimisen uudelleen?
Virukset ovat pieniä, minimalistisia olentoja, jotka ovat poissa solun elämästä. Ne ovat yleensä koostuu geneettinen materiaali (DNA tai sen molekyyliserkko RNA), jota usein ympäröi proteiinikerros, jota kutsutaan kapsidiksi, joskus lisäkerroksilla, jotka on lainattu isäntäsolusta. Virukset voivat replikoitua vain isäntäsolussa tarttumalla sen aineenvaihduntaan, ja jokainen elämänalue on tartunnan saaneiden näiden eri solujen eri versioissa.
Tämä valtava riippuvuus isäntäsoluista työntää ne määritelmän rajat joidenkin mielestä ne ovat elossa ja toiset kuolleet. Ei ole ihme, että useimmat zombie-tarinat sisältävät viruksen. Ehkä olisi vain helpompi tutkia viruksia undead. Suuri kysymys on: mistä ne tulevat?
Kilpailevat teoriat yritä selittää, miten virukset kehittyivät. Yksi kuvaa viruksia kuin muissa soluissa elävien muinaisten solujen organismien muinaisen perheen jälkeläisiä ja yksinkertaisti niiden rakennetta ajan mittaan. Tämä tekisi niistä ainoat eloonjääneet kauan kadonneesta elämästä, joka jätti solujärjestön taakse. Jos virukset kehittyisivät elävistä organismeista, olisi järkevää ajatella niitä elävänä nyt.
Rogue-aineet
Eräs toinen teoria ehdottaa, että virukset alkoivat rogue-geenitekijöinä, genomissa, jotka menehtyivät niiden solukkoon. Ne voivat olla yhteydessä hyppääminen jotka voivat kopioida tai leikata itsensä genomista ja liittää ne sitten DNA: n muihin osiin. Tällöin virukset olisivat seurausta evoluutiosta vakiintuneista molekyylitapaturmista. Tämä merkitsisi, etteivät ne ole koskaan olleet täydellisiä eläviä organismeja, aivan kuten tietokonevirus ei ole täydellinen tietokone.
Molemmilla ehdotuksilla on puutteita. Ensimmäinen ei selitä, miten yksinkertaiset virukset ovat. Muita tunnettuja organismeja, joilla on tämä äärimmäinen yksinkertaistamisaste, ei ole. Toisaalta toinen teoria ei selitä, miksi virukset ovat niin paljon monimutkaisempia kuin muut liikkuvat geneettiset elementit, joista mikään ei ole verrattavissa kapsidikerrokseen.
Sitten 2004issa tiedemiehet löysi jonkinlaisen jättiläinen virus (tai ”girus”), joka näytti kallistavan tasapainon solujen alkuperää olevien virusten hyväksi. Niitä kutsutaan jättiläisiksi hyvästä syystä. Jotkut ovat kooltaan ja genomisen pituudeltaan kymmenen kertaa suurempia kuin rakkaan influenssaviruksen, ja niillä on yhtä monta 2,500-geeniä verrattuna influenssan vähäiseen 11iin.
Tämä ylimääräinen geneettinen materiaali sisältää ohjeita proteiinien valmistamiseksi, mikä on muuten vaikeaa muissa viruksissa, mutta esiintyy kaikissa muissa elämänmuodoissa. Molekyylisysteemi ei ole täydellinen ja girusten täytyy vielä hyökätä soluihin saadakseen lisää giruksia. Mutta jotkut tutkijat ehdottivat että nämä geenit voisivat olla solun menneisyyden jäännöksiä, jotka tukevat neljännen elämänalueen olemassaoloa.
Toisaalta virusten hyökkäävä geneettinen luonne tekee niistä taipuvaisia ottamaan geenejä muista organismeista. Tämä on pyytänyt toiset väittävät että kaikki nämä lisägeenit giruksissa ovat evoluutioon liittyvän varkauden tuotteita.
Valtava ongelma
Nyt a uusi tutkimus on vahvistanut kaikkien näiden geenien "lainatun" luonteen viruksissa. Tutkimuksessa käytetään kehittyneimpiä menetelmiä, joita kutsutaan seuraavan sukupolven sekvenssiksi (NGS), kartoittamaan Klosterneuburgissa, Itävallassa sijaitsevasta jätevedenpuhdistamosta uutettua DNA: ta. Viime vuosina NGS-pohjaiset tutkimukset ovat paljastaneet lukemattomia uudenlaista elämänmuotoa, ja tässä tapauksessa NGS on paljastanut täysin uuden sukupolven valtavia viruksia, Klosneuviruses.
Kaikkien girusten kohdalla Klosneuviruksilla on suurin proteiinien valmistukseen osallistuvien geenien joukko. Vertaamalla eri jättiläisvirusten genomeja ja huolellisesti rekonstruoimalla niiden evoluutiota tutkijat osoittavat vakuuttavasti, että näiden girusten proteiinivalmistuskoneet ovat suhteellisen äskettäinen geneettinen lisäys - ei suurempien esivanhempien genomin romu.
Tutkimuksessa väitetään, että isäntäsolut, jotka nämä virukset yrittivät kaapata, saattavat olla kehittäneet puolustusstrategian, joka perustuu proteiinien piilottamiseen hyökkääjiltä. Sitten virukset sovitettiin sisällyttämällä joitakin näistä geeneistä genomiinsa. Tutkijat toteavat, että tässä tutkimuksessa analysoidut jättiläiset virukset ovat kehittyneet useita kertoja pienemmistä viruksista, hyläten ajatuksen, jonka ne kehittyivät solun elämuodoista.
Uudet todisteet eivät kuitenkaan tappaa viruksia kokonaan. Uudet gnarlit elämässä havaitaan joka päivä, ja uusi löydös voisi silti tarjota yhteyden solun ja asulaarisen elämän välille - tai osoittautua päinvastaiseksi. Siihen asti ajattelemme edelleen elämän luonnetta, zombeiden ja virusten välistä suhdetta ja miettimään "mitä helvettiä se on?"
Author
Jordi Paps, luennoitsija, biotieteiden laitos, Essexin yliopisto
Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat
at InnerSelf Market ja Amazon
