Bir Göletten Evrimsel Sır: Dev Virüsler Yaşamın Kökenini Açıklayabilir mi?
Japonya’daki bilim insanları, daha önce bilinmeyen dev bir virüs keşfetti ve bu gizemli virüs kategorisine –ve muhtemelen çok hücreli yaşamın kökenlerine– dair yeni bilgiler sundu.
Araştırmacılar, virüsün Tokyo yakınlarındaki bir tatlı su göletinde bir amipte bulunduğunu bildirdi. Virüse, Ibaraki Eyaleti’nde bulunan Ushiku-numa göletinin adından esinlenerek “ushikuvirus” adını verdiler.
Dev virüsler, modern virolojinin ilk yüzyılında büyük ölçüde göz ardı edildi ve ilk keşifler, büyüklükleri nedeniyle genellikle bakteri olarak yanlış tanımlandı. Ancak son on yıllara kadar var olduklarını neredeyse hiç bilmezken, o zamandan beri dev virüslerin her yerde olduğunu öğrendik.
Virüsler genel olarak Dünya’daki en bol biyolojik varlıklar ve en kafa karıştırıcı olanlardan bazıları olarak kabul edilir. Virüslerin evrimsel tarihi hakkında çok az şey biliniyor ve canlı organizmalar olarak nitelendirilip nitelendirilmedikleri konusunda hala belirsizlik var.
Canlı olmasalar bile, virüslerin biz de dahil olmak üzere tüm yaşam biçimleri üzerinde muazzam bir etkiye sahip olduğu açıktır. Bu, sadece bir konakçının hücrelerini ele geçirip hastalığa neden olmakla kalmaz, aynı zamanda zaman zaman evrimine de müdahale etmeyi içerir.
Virüsler, canlılar arasında yatay gen transferini kolaylaştırabilir ve bazıları -retrovirüsler olarak bilinir- DNA’larını konakçı hücrelerin genomuna yerleştirir. Bu, bir konakçının üreme hücrelerinde gerçekleşirse, viral DNA yavrularına aktarılabilir.
Aslında, eski retrovirüs kalıntıları artık insan genomunun %8’ine kadarını oluşturmaktadır ve bunun da avantajları vardır. Retroviral DNA, erken omurgalılara miyelin üretme yeteneği kazandırmış olabilir ve plasentanın evrimi için kilit rol oynamıştır.
Çok daha öncesinde, virüsler daha da büyük ve gizemli bir yeniliğe yol açmış olabilir: tek hücreli organizmalar olan prokaryotlardan, çok hücreli organizmalar olan ökaryotlara evrimsel sıçrama.
Ökaryotik hücreler tipik olarak zarla çevrili bir çekirdeğe sahiptir ve bu, çekirdeksiz prokaryotik atalarından “tasarımda bir uçurum” oluşturur. Bu kadar dramatik bir değişimin nasıl gerçekleştiği belirsizdir, ancak ilgi çekici bir teori, çekirdeklerin virüslerden bir armağan olduğunu öne sürmektedir.
“Ushikuvirüs”, viral ökaryogenez hipotezi için kanıt sağlıyor ve ökaryotik hücrelerin evrimini şekillendiren virüs-konak etkileşimlerini ortaya koyuyor. (Masaharu Takemura/Tokyo Bilim Üniversitesi)
Viral ökaryogenez olarak bilinen bu fikir, ilk olarak 2001 yılında Tokyo Bilim Üniversitesi’nde moleküler biyolog olan Masaharu Takemura tarafından ortaya atıldı. Takemura, ökaryotik hücrelerin çekirdeğinin, bir çiçek virüsü gibi, bazı tarih öncesi prokaryotları enfekte eden büyük bir DNA virüsünden kaynaklandığını öne sürdü.
Virüs, sorun çıkarmak yerine, hücrenin sitoplazmasında kendine yer edindi, sonunda konakçısından önemli genler edindi ve kademeli olarak hücresel bir çekirdeğe dönüştü.
Bu teori, konakçı hücrelerin içinde “virüs fabrikaları” adı verilen yapılar oluşturan DNA içeren dev virüslerin 2003 yılında keşfiyle ivme kazandı. Bu fabrikalar bazen bir zarla çevrilidir ve ökaryotik hücrelerin çekirdeklerine çok benzer şekilde görünür ve işlev görür.
Bilim insanları o zamandan beri, Mamonoviridae ailesindeki türler ve belirli amip türlerini enfekte eden yakından ilişkili klandestinovirüs de dahil olmak üzere bu dev virüslerin çeşitli türlerini buldular. Ancak dev virüsler oldukça çeşitlidir ve izole edilmesi zordur, bu nedenle ushikuvirüs gibi yeni bir bulgu büyük önem taşır.
Takemura, fikri ortaya attıktan çeyrek asır sonra bile viral ökaryogenezi araştırmaya devam ediyor ve yeni çalışmada ushikuvirüsü tanımlayan ve açıklayan ekibin bir parçasıydı.
Takemura, “Dev virüsler, dünyası henüz tam olarak anlaşılmamış bir hazine sandığı olarak nitelendirilebilir,” diyor. “Bu araştırmanın gelecekteki olasılıklarından biri, insanlığa canlı organizmalar dünyasını virüsler dünyasıyla birleştiren yeni bir bakış açısı sağlamaktır.”
Ushikuvirüs, klandestinovirüs ile paylaştığı bir özellik olan vermamoeba (Vermamoeba vermiformis) olarak bilinen amipleri enfekte eder; şekli ve dikenli kapsid yüzeyi ise medusavirüslerinkine benzer.
Ancak, diğer dev virüslerden de farklıdır. Örneğin, konakçı hücrelerini anormal derecede büyük büyümeye zorlar ve kapsid dikenlerinin benzersiz başlıkları ve lifli yapıları vardır.
Klandestinovirüs ve medusavirüslerin yaptığı gibi konakçı hücrenin çekirdeğini koruyup içinde çoğalmak yerine, ushikuvirüs bir virüs fabrikası oluşturur ve konakçının çekirdek zarını yok eder.
Bu benzerlikler ve farklılıklar, bilim insanlarının dev virüslerin evrimsel tarihini bir araya getirmelerine yardımcı olabilecek hayati ipuçları olabilir. Takemura ve meslektaşları, bu virüslerin nasıl ve neden bu kadar çeşitlendiğini ve bizim gibi ökaryotların ortaya çıkışında hangi rolü oynadıklarını öğrenmeyi umuyorlar.
Takemura, “Farklı bir konakçıya sahip olan yeni bir Mamonoviridae ile ilişkili virüs olan ‘ushikuvirus’un keşfinin, Mamonoviridae ailesinin evrimi ve filogenisi hakkındaki bilgiyi artıracağı ve tartışmaları teşvik edeceği bekleniyor,” diyor.
“Sonuç olarak, ökaryotik organizmaların evriminin gizemlerine ve dev virüslerin gizemlerine daha da yaklaşabileceğimize inanılıyor,” diye ekliyor.
Kaynak: https://www.sciencealert.com
Alglerde Keşfedilen Uyuyan Dev Virüs, Gen Düzenlemede Devrim Yaratabilir