Je mehr wir über Riesenviren erfahren, desto mehr Fragen haben wir. Im Gegensatz zu den meisten Viren sind diese Riesenstämme so groß, dass sie sogar mit Bakterien verwechselt werden können, und die Größe und Komplexität ihrer Genome übertreffen die Erwartungen.
Riesenviren wurden erst in diesem Jahrhundert entdeckt, aber zahlreiche ähnliche Entdeckungen haben seitdem unsere lang gehegten Annahmen darüber, was Viren wirklich sind, in Frage gestellt, einschließlich der Frage, ob sie wirklich als Lebewesen betrachtet werden sollten.
Einige dieser riesigen Viren scheinen sogar ihre eigenen Gene zu erzeugen; andere haben einen genetischen Code, dem wir noch nie begegnet sind.
Es scheint, dass wir zunehmend Typen mit Merkmalen finden, die nur in lebenden Zellen sichtbar sind, und eine überraschende neue Entdeckung, die von Wissenschaftlern der Virginia Tech gemacht wurde, hat andere überraschende genetische Ähnlichkeiten zwischen Riesenviren und zellulärem Leben aufgedeckt.
„In Bezug auf ihr genomisches Repertoire haben sie viel mehr gemeinsam, als wir erwarten könnten“, erklärt der Mikrobiologe Frank Aylward.
In einer neuen Studie zur viralen Diversität durchsuchen Wissenschaftler öffentlich verfügbare metagenomische Datenbanken mit einer Vielzahl von genetischen Codes, aus denen sie mutmaßliche Genome für 501 verschiedene Arten von Riesenviren in der vorgeschlagenen Reihenfolge der großen DNA-Nucleocytoplasma-Viren (NCLDVs) zusammengestellt haben. Hauptsächlich aus der aquatischen Umwelt (wo Algenkontamination auftritt).
Neben der Suche nach erwarteten Genen für Prozesse wie die Kapsidkonstruktion und die Virusinfektiosität stellte das Team fest, dass Riesenviren eine Vielzahl von Genen enthalten, die an Aspekten des Zellstoffwechsels beteiligt sind, einschließlich Prozessen wie Nährstoffaufnahme, Lichternte und Stickstoffstoffwechsel.
Die Forscher sagen, dass in Viren bereits metabolische Gene gefunden wurden, aber das ist etwas anderes.
Frühere NCLDV-Forschungen haben Gene identifiziert, von denen angenommen wird, dass sie im Zellleben durch lateralen Gentransfer erworben werden – die Bewegung von genetischem Material zwischen Organismen im Gegensatz dazu, wie es vom Elternteil an die Nachkommen weitergegeben wird. In einem viralen Kontext deutet dies darauf hin, dass Viren versehentlich Gene von infizierten Wirten erwerben können.
Das Team fand evolutionäre Linien viraler Stoffwechselgene, die viel tiefer gingen, was auf eine langjährige Beziehung zwischen Krankheitserregern und Wirten hindeutet, deren symbiotische Bedeutung wir noch nicht vollständig offenlegen können.
“Dies impliziert, dass Viren diese Gene seit Millionen von Jahren haben, sogar Milliarden von Jahren, und sie sind virusspezifische metabolische Gene”, erklärt Aylward.
„Sobald Viren eine Zelle infizieren, können wir sie nicht mehr als unsere eigene autonome Einheit betrachten. Viren ordnen grundlegende Aspekte der Zellphysiologie nach einer Infektion neu an. '
Mit anderen Worten, Riesenviren und ihre alten Vorfahren könnten Äonen lang mit zellulären Organismen zusammenleben und sich nicht nur in den Zellen von Lebewesen vermehren, sondern auch die ganze Zeit über eine unsichtbare Wirkung auf ihre Stoffwechselprozesse ausüben.
Wie viele andere Entdeckungen, die Wissenschaftler über Riesenviren machen, erfordert dies einen doppelten Ansatz, wenn nicht sogar einen direkten Paradigmenwechsel.
“Viren wurden in der Vergangenheit als Zubehör für das Zellleben angesehen, und als solche wurde ihre Wirkung auf biogeochemische Zyklen weitgehend durch das Prisma ihrer Wirkung auf die Wirtssterblichkeit und nicht durch irgendeine direkte Stoffwechselaktivität gesehen”, schreiben die Autoren in ihrer Arbeit.
“Die große Anzahl von zellulären Stoffwechselgenen, die von Genomen kodiert werden, die wir in dieser Studie offenbaren, unterstreicht eine alternative Sichtweise, in der virusspezifische Enzyme eine direkte Rolle bei der Gestaltung der Physiologie viraler Zellen spielen.”
Anschließend möchten Wissenschaftler experimentelle Arbeiten durchführen und untersuchen, wie Wirtsmetaboliten durch Riesenviren und virale Gene beeinflusst werden können, die angeblich zur Veränderung von Stoffwechselprozessen übertragen werden.
Unabhängig davon, welche Antworten wir finden, da es sich um Riesenviren handelt, können Sie darauf wetten, dass es viele neue Unbekannte geben wird.
“Sie sind nur ein Lagerhaus voller Geheimnisse”, sagt der Mikrobiologe Mohammad Moniruzzaman. “Sie sind wie ein großer Wald, und Sie stehen vor dem Wald und wissen nicht, was darin ist.”
Die Ergebnisse werden in Nature Communication vorgestellt.
Quellen: Foto: (Chuan Xiao und Yuejiao Xian / Universität von Texas in El Paso)
