[ rtcg.me ]

VIRUSI I DNK

Slijepi putnici u genomu

Na Univerzitetu u Insbruku naučnici su otkrili preko 30.000 virusa koristeći kompjuterski klaster visokih performansi "Leo" i sofisticirani istraživački rad. Virusi se skrivaju u DNK jednoćelijskih organizama. U nekim slučajevima, do 10% mikrobne DNK sastoji se od ugrađenih virusa.

Tokom opsežne studije složenih jednoćelijskih mikroba, doktor Kristofer Belas, Mari-Sofi Plakolb i profesor Ruben Somaruga s Odsjeka za ekologiju Univerziteta u Insbruku došli su do neočekivanog otkrića. U genomu mikroba, pronašli su DNK preko 30.000 dosad nepoznatih virusa. Ta "skrivena" DNK može omogućiti replikaciju potpunih i funkcionalnih virusa u ćeliji domaćina.

"Bili smo vrlo iznenađeni koliko smo virusa pronašli kroz ovu analizu", kaže Belas. "U nekim slučajevima pokazalo se da se do 10% DNK mikroba sastoji od skrivenih virusa." Čini se da ti virusi ne štete svojim domaćinima. Naprotiv, neki ih čak mogu zaštititi. Čini se da su mnogi slični takozvanim virofagima. Ovi virusi inficiraju i uništavaju druge, štetne viruse koji inficiraju njihovu ćeliju domaćina.

Studija, koju je finansirao Austrijski naučni fond (FNJF), objavljena je u časopisu PNAS, a sprovedena je u saradnji s istraživačima Instituta Maks Plank za medicinska istraživanja i Univerziteta u Groningenu.

Virusi kao zaštitnici

Od bakterija do ljudi, svi oblici života kontinuirano su zaraženi virusima. Neki su stalno prisutni, ali samo povremeno izazivaju simptome, kao što je virus herpesa kod ljudi. Drugi se skrivaju još dublje, postajući dio DNK svog domaćina. Studija je otkrila da su mnogi  jednoćelijski eukariotski (složeni) organizmi prepuni virusa. Ti se organizmi nalaze svuda, uključujući alge u jezerima i okeanima, amebe u tlu, kao i ljudske parazite.

"Zašto se toliko virusa nalazi u genomima mikroba još nije jasno", kaže Belas. "Naša najjača hipoteza je da štite ćeliju od infekcije opasnim virusima." Mnogi eukariotski jednoćelijski organizmi zaraženi su "divovskim virusima", grupom virusa koji mogu biti veliki kao bakterije. Te infekcije ubijaju domaćina dok stvaraju nove kopije divovskog virusa. Međutim, kada virofag boravi u ćeliji domaćina, on 'reprogramira' divovski virus za izgradnju virofaga. Na taj se način divovski virus ponekad može oduprijeti i populacija ćelija domaćina je spašena od uništenja.

DNK novootkrivenih virusa slična je virofagu DNK. Stoga je vjerovatno da se mikrobi domaćina štite od divovskih virusa kroz te ugrađene viruse, prenosi Sajens Dejli.

DNK iz alpskog jezera

Istraživački projekt izvorno se zasnivao na novoj grupi virusa koje su Belas i Somaruga otkrili u vodi Gosenkeles u Tirolu u Austriji 2021. godine. "U početku smo željeli pronaći porijeklo novih 'virusa sličnih Polintonu' ", objašnjava Bellas. "Međutim, nijesmo znali koji su organizmi obično zaraženi tim virusima. Zato smo sproveli opsežnu studiju kako bismo testirali sve mikrobe čije su DNK sekvence poznate."

Ogroman skup podataka koji su istraživači ispitali sadrži samo sekvence DNK, odnosno slijed slova ATGC iz kojih su kodirani svi geni. Ipak, skup podataka sastoji se od nekoliko stotina gigabajta.

Sekvence virusa, sitne za upoređivanje, mogle su se naći samo u toj velikoj količini podataka zahvaljujući najsavremenijoj tehnologiji. Kompjuterskim klasterom visokih performansi "Leo" Univerziteta u Insbruku, skup podataka može se brzo analizirati. DNK sekvence mikroba takođe su pročitane pomoću nove tehnologije Oksford Nanopore. Tom tehnologijom DNK se prenosi kroz sitne pore u membrani. Svaka baza -- A, G, C ili T -- prekida električnu struju i tako proizvodi signal iz kojeg se može očitati DNK sekvenca.

Na kraju su istraživači pronašli mnogo više od virusa koje su tražili. To neočekivano otkriće podstaći će više istraživanja kako bi se proučila uloga tih virusa.

Preveo i priredio: S. Đurđić