Pithovirus — milzu amēbu DNS vīruss no Sibīrijas: atklājums un īpašības

Uzzini par Pithovirus — milzu amēbu DNS vīrusu no Sibīrijas: 30 000 gadu atradums, unikāla struktūra, genomika un zinātniskās īpašības.

Pithovirus ir milzu vīrusu ģints, kas inficē amebas. Tas ir dubultas virknes DNS vīruss un pieder pie lielo DNS vīrusu klades. Pirmo reizi tas tika aprakstīts 2014. gadā, kad no apmēram 30 000 gadus veca ledus kodola, iegūta no mūžīgā sasaluma Sibīrijā, tika izolēts dzīvotspējīgs eksemplārs. Atklāšana parādīja, ka pat ļoti seni permafrostā iesaldēti mikroorganismi var saglabāt infekciozu dzīvotspēju ilgā laika posmā.

Izmēri un ārējā uzbūve

Pithovirus daļiņu fiziskais izmērs ir ievērojami liels — tā augstums un apjoms ir aptuveni par 50 % lielāks nekā iepriekš zināmajiem lielākajiem vīrusiem, kas bija atklāti līdz tam. Tomēr būtiski atzīmēt, ka fiziskais izmērs nav tieši saistīts ar genoma lielumu: Pandoravīrusam ir lielākais līdz šim reģistrētais vīrusa genoms (aptuveni 1,9–2,5 megabāzes), bet Pithovirusam genoma apjoms ir ievērojami mazāks.

Partikulas ir ovālas formas ar biezāku sienu un vienā galā esošu atveri (ostiju), caur kuru var notikt materiālu apmaiņa ar vidi. Iekšējā struktūra, ko redz ar transmisijas elektronu mikroskopu, atgādina bišu sētu — regulārus, šūnveida elementus vai dobumus, kas piešķir vīrusam raksturīgu “iekšējo arhitektūru”.

Genoms un reprodukcijas īpašības

Pithovirus ir dubultas virknes DNS vīruss; tā genoms ir salīdzinoši liels salīdzinājumā ar tipiskiem vīrusiem (mērot bāzu pāros), bet mazāks nekā pandoravīrusu ģintīm. Genomā ir iekļauts liels skaits atklātu un nezināmu gēnu — daudzi no tiem kodē proteins, kas saistīti ar transkripciju un citiem pamata bioloģiskiem procesiem, tādējādi ļaujot vīrusam daļēji neatkarīgu replicēšanos hosta šūnas citoplazmā.

Inficēšanās procesā vīruss nonāk amēbas šūnā parasti fagositozes ceļā. Pēc iekļūšanas Pithovirus atbrīvo savu genomu un sāk replikāciju citoplazmā, veidojot speciālas replikācijas zonas — tā sauktās “vīrusu fabrikas”. Vairāki vīrusu kodi ir neierasti lieli un iekļauj ne tikai strukturālos proteīnus, bet arī enzīmus, kas parasti sastopami šūnu genomos.

Atklāšana no permafrostas un drošības jautājumi

Izolējot Pithovirus no mūžīgā sasaluma, pētnieki parādīja, ka daži vīrusi var saglabāt infekciozitāti ārkārtīgi ilgu laiku zem sasalušiem apstākļiem. Šis fakts izraisīja diskusijas par to, kā permafrosts un tā atkušana globālās sasilšanas dēļ var ietekmēt jaunu vai sen aizmirstu mikroorganismu atbrīvošanos. Svarīgi uzsvērt, ka līdz šim nav pierādījumu, ka Pithovirus spētu inficēt cilvēkus vai dzīvniekus — tas inficē amebas un tika pētīts laboratorijas apstākļos, ievērojot atbilstošas drošības prasības.

Nozīme viroloģijā un evolūcijā

• Pithovirus paplašina izpratni par to, cik lieliski un ģenētiski dažādi vīrusi var būt; tas izaicina tradicionāro vīrusu definīciju, jo daudzi no tā gēniem ir līdzīgi šūnu gēniem vai pilnīgi jauni.
• Studijas par šādiem milzu vīrusiem palīdz pētīt vīrusu evolūciju, gēnu apmaiņu starp vīrusiem un hostiem, kā arī bioloģiskos mehānismus, kas ļauj vīrusiem pastāvēt un replikēties izvērstākās genomiskās programmās.
• Atklājumi no permafrostas piesaista uzmanību arī ekoloģiskajiem un sabiedrības drošības jautājumiem, taču jebkāda riska novērtēšana prasa rūpīgu, uz pierādījumiem balstītu pieeju un starptautisku sadarbību.

Kopumā Pithovirus un līdzīgie milzu vīrusi ir nozīmīgs atklājums, kas veicina izpratni par mikrobioloģijas un evolūcijas dažādību, vienlaikus liekot domāt par to, kā cilvēces mijiedarbība ar ainavām kā permafrosts var atklāt pagātnes bioloģiskās iespējas.

Meklēt pēc burta