Kas ir Pandoravīruss — milzīgs amēbu vīruss ar unikālu genomu

Uzzini par Pandoravīrusu — milzīgu amēbu vīrusu ar unikālu, rekordlielu genoma struktūru un 93% neatpazītu gēnu, kas izaicina dzīves klasifikāciju.

Pandoravīruss ir ļoti lielu vīrusu ģints, kuru raksturo neparasti liels ģenoms un atšķirīgs virionu izskats. To genomi ir vislielākie no visām vīrusu ģintīm — diapazonā apmēram 1,9 līdz 2,5 megabazes DNS. Tāpat kā citi lielie vīrusi, piemēram, Mimivīruss, Pithovirus un Megavīruss, Pandoravīruss inficē amebas un tiek atrasts galvenokārt vidi, kurā dzīvo šie vienšūņi.

Izskats un ģenoma apjoms

Pandoravīruss atšķiras no daudziem citiem vīrusiem ar to, ka tā virioni nav tipiskā icosahedrālā kapsīdas formā — tie ir amforas vai ovāli līdz 1 μm garumā, un tiem piemīt blīvāka iekšējā struktūra. Lai gan pitovīrusa kapsīda ir par 50 % lielāka, Pandoravīrusam ir lielākais genoms no visiem zināmajiem vīrusiem (līdz ~2,5 miljoniem bāzes pāru), kas nozīmē, ka tam var būt simtiem līdz tūkstošiem gēnu.

Neparastas ģenētiskās īpašības

Aptuveni 93 % Pandoravīrusa gēnu nav zināmi no citiem mikrobiem — tie ir tā saucamie ORFans (gēni bez atpazīstamiem homologiem). Šī augstā unikālo gēnu daļa apgrūtina salīdzināšanu ar citiem organismiem un rada jautājumus par to, kā šie gēni radās. Pandoravīrusu genomā atrodami arī gēni, kas saistīti ar DNS replikāciju, transkripciju un dažādām metabolisma funkcijām, taču daudzus proteīnus nevar precīzi klasificēt, jo tiem nav pazīstamu ekvivalentu datubāzēs.

Atklāšana un pētīšanas metodes

Pandoravīrusi pirmoreiz tika aprakstīti pagājušā gadsimta beigās / šī gadsimta sākumā un plašāk pētīti kopš 2013. gada. Tos parasti izolē, kultivējot vīrusu kopā ar potenciālajiem saimniekiem — amebām (piemēram, Acanthamoeba sugām) — un novērojot infekcijas pazīmes mikroskopā. Mūsdienās tiek izmantoti arī ģenoma sekvencēšanas un metagenomikas paņēmieni, lai atklātu šos un līdzīgus lielos vīrusus vides paraugos.

Replikācijas cikls un saimniekšūna

Pandoravīruss iekļūst amebas šūnā galvenokārt, to fagocitojot. Pēc iekļūšanas vīruss atbrīvo savu DNS un veido cytoplazmas "vīrusu fabriku" — reģionu šūnā, kur notiek aktīva vīrusa ģenomu replikācija un jaunu virionu montāža. Kad jauni virioni ir sapakoti, tie tiek izlaisti, bieži izraisot saimniekšūnas lizīti vai izplatoties, kad šūna mirst un sadalās.

Evolūcijas un klasifikācijas nozīme

Aptaujas par Pandoravīrusu ģenētiku izraisīja plašas diskusijas par vīrusu un dzīvo organismu attiecībām. Tā kā liela daļa Pandoravīrusu gēnu nav sastopami citos domēnos, dažiem zinātniekiem radās hipotēze par tā dēvēto "ceturto sfēru" vai domēnu, kas būtu atšķirīgs no baktērijām, arhejām un eikarionti. Tomēr plaši pieņemtais viedoklis joprojām ir tāds, ka vīrusi nav iekļaujami šajos trim domēnos — tie ir atsevišķa, atkarīga no saimnieka, dzīves forma. Diskusijas turpinās, jo milzīgie vīrusi sniedz jaunas norādes par gēnu apmaiņu, horizontālo gēnu pārvietošanos un iespējamiem senas evolūcijas notikumiem.

Ietekme uz cilvēku veselību un drošība

Līdz šim nav pierādījumu, ka Pandoravīrusi spētu inficēt cilvēkus vai radīt slimības cilvēku populācijā. Tie parasti specializējas uz vienšūņu saimniekiem — amebām — un ir atrodami ūdens un augsnes vidē. Tomēr to liels ģenoma daudzums un nezināmo gēnu īpatsvars padara šos vīrusus interesantus no biosigurnības un bioloģiskās daudzveidības viedokļa; pētnieki pievērš uzmanību drošības protokolu ievērošanai, strādājot ar kultūrām laboratorijās.

Pētniecība un praktiskās iespējas

Pandoravīrusi ir svarīgi instrumenti, lai izprastu vīrusu evolūciju, gēnu izcelsmi un interakcijas ar saimniekorganismiem. To unikālie proteīni var būt avots jauniem bioķīmijas atklājumiem, un to izpēte paplašina saprašanu par to, cik dažādi un sarežģīti vīrusi var būt. Turklāt studijas par lielajiem vīrusiem palīdz uzlabot metodes vides mikrobu izpētē un metagenomikā.

Kopumā Pandoravīruss ir viens no ievērojamākajiem piemēriem tam, cik daudzveidīgi un pārsteidzoši var būt vīrusi. Tie paplašina robežas starp tradicionālo izpratni par vīrusu vienkāršību un sarežģītību, liekot pārvērtēt, ko mēs zinām par ģenētisko daudzveidību dabā.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir pandoravīruss?

J: Kāds ir Pandoravīrusa genoma lielums?

J: Kāda veida šūnas inficē Pandoravīruss?

J: Ar ko Pandoravīrusa genoms atšķiras no citiem lielajiem vīrusiem?

J: Kāda daļa Pandoravīrusa gēnu nav zināmi no citiem mikrobiem?

J: Kāda ir ierosinātā "ceturtā joma", pie kuras, pēc dažu zinātnieku domām, pieder Pandoravīruss?

J: Vai vīrusus uzskata par dzīvības trim domēniem?

Meklēt pēc burta