کشف ویروس غول‌پیکر جدیدی که به روشی منحصربه‌فرد تکثیر می‌شود

ویروس‌ها در طبقه‌بندی استاندارد «درخت حیات» قرار نمی‌گیرند، زیرا برخلاف سلول‌ها، ساختار سلولی ندارند و از قطعات ماده ژنتیکی تشکیل شده‌اند. همین موضوع باعث شده است که درک منشأ تکاملی آن‌ها و نسبتشان با موجودات زنده دشوار باشد. در این میان، ویروس‌های غول‌پیکر که به دلیل داشتن ژنوم‌های بسیار بزرگ و پیچیده نسبت به ویروس‌های معمولی چنین نامی گرفته‌اند، می‌توانند به روشن‌شدن معما کمک کنند.

به‌گزارش ساینس‌آلرت، گروهی از میکروبیولوژیست‌ها از دانشگاه علوم توکیو، در پژوهشی جدید ویروس غول‌پیکر تازه‌ای را در رودخانه ایناسه‌گاوا در شهر کاماکورای ژاپن شناسایی کرده و آن را «فورتی‌ویروس» (Furtivovirus) نامیده‌اند؛ اسمی که برگرفته از واژه لاتین furtivus به معنای «پنهان» است؛ زیرا در مراحل اولیه بررسی نمونه‌های محیطی، تشخیص آن برای پژوهشگران بسیار دشوار بود.

گرچه ویروس‌های غول‌پیکر مانند ویروس‌های معمولی، برای تکثیر، سلول‌های میزبان را تسخیر می‌کنند، تفاوت‌های مهمی در نحوه انجام این کار دارند و از هسته سلول به شکل‌های متفاوتی استفاده می‌کنند.

دو ویژگی اصلی فورتی‌ویروس آن را به کشفی مهم تبدیل کرده است. نخست اینکه تحلیل‌های ژنتیکی نشان می‌دهد این ویروس در حد واسط دو گروه مرتبط از ویروس‌های غول‌پیکر قرار می‌گیرد؛ گروه‌هایی که اندازه ژنوم آن‌ها تفاوت قابل توجهی با یکدیگر دارد. به همین دلیل، پژوهشگران پیشنهاد کرده‌اند که فورتی‌ویروس باید در خانواده ویروسی جدیدی طبقه‌بندی شود. این خانواده مانِس‌ویریده (Manesviridae) نام دارد و احتمالاً شامل برخی دیگر از ویروس‌های غول‌پیکر مشابه نیز می‌شود.

مطالعه فورتی‌ویروس و خانواده پیشنهادی آن می‌تواند اطلاعات ارزشمندی درباره مسیر تکامل ویروس‌ها در بازه‌های زمانی بسیار طولانی فراهم کند؛ ازجمله اینکه چگونه ژنوم آن‌ها بزرگ یا کوچک می‌شود و چگونه روش‌های تکثیر متفاوتی پیدا می‌کنند.

ویژگی دوم و مهم‌تر ویروس به شیوه تکثیر آن مربوط می‌شود. در اغلب ویروس‌های غول‌پیکر، دو حالت اصلی مشاهده شده است: یا ویروس هسته سلول میزبان را دست‌نخورده نگه می‌دارد و درون آن تکثیر می‌شود، یا اینکه غشای هسته را تخریب و خارج از هسته، در فضای سیتوپلاسمی سلول تکثیر می‌کند.

تصویربرداری‌ها نشان داده‌اند زمانی که فورتی‌ویروس آمیبی را آلوده می‌کند، غشای هسته سلول میزبان را از بین می‌برد و سپس در مایع باقی‌مانده درون هسته، یعنی نوکلئوپلاسم تکثیر می‌شود. ژنوم این ویروس نیز در این مرحله مشاهده شده است.

به این ترتیب، فورتی‌ویروس راهبردی میانی را به کار می‌گیرد. پس از ورود به سلول، این ویروس غشای هسته را تخریب و از ماشین مولکولی سلول میزبان برای تکثیر استفاده می‌کند و در باقی‌مانده مایع هسته تکثیر می‌شود. چنین رفتاری تاکنون در هیچ ویروس غول‌پیکر دیگری گزارش نشده بود.

از نظر ارتباط کشف اخیر با منشأ حیات پیچیده، برخی دانشمندان این احتمال را مطرح می‌کنند که ویروس‌ها شاید در شکل‌گیری اولیه هسته سلول نقش داشته‌اند.

هسته سلول یکی از ویژگی‌های مهم موجودات یوکاریوتی (مانند انسان، گیاهان و جانوران) است که آن‌ها را از باکتری‌ها و آرکی‌ها متمایز می‌کند. در این نوع سلول‌ها، ماده ژنتیکی درون ساختار جداگانه‌ای به نام هسته قرار دارد. براساس فرضیه‌ای که پیش‌تر توسط ماساهارو تاکمورا و دیگر پژوهشگران مطرح شده، ممکن است در گذشته ویروس‌های غول‌پیکر که به سلول‌ها حمله می‌کردند، در روند شکل‌گیری هسته نقش داشته باشند. طبق این ایده، سلول‌های اولیه شاید برای محافظت از ماده ژنتیکی خود در برابر این ویروس‌ها، به‌تدریج ساختاری شبیه هسته ایجاد کرده‌اند؛ یعنی هسته در اصل می‌تواند نوعی سازوکار دفاعی در برابر حمله ویروس‌ها بوده باشد.

در این چارچوب، فورتی‌ویروس چه معنایی پیدا می‌کند؟ این ویروس می‌تواند یک مرحله میانی در مسیر تکامل ویروس‌ها را نشان دهد. به این صورت که برخی ویروس‌ها درون هسته سلول، بدون آسیب‌زدن به آن، تکثیر می‌شوند، در حالی که برخی دیگر هسته را به‌طور کامل تخریب می‌کنند و خارج از آن تکثیر می‌شوند. فورتی‌ویروس از نظر رفتار، میان این دو حالت قرار می‌گیرد؛ یعنی نه کاملاً هسته را دست‌نخورده نگه می‌دارد و نه آن را به‌طور کامل نابود می‌کند.

البته یافته‌ی اخیر هنوز به معنای اثبات قطعی فرضیه‌ی نقش ویروس‌ها در پیدایش هسته سلولی نیست، اما اکنون شواهد بیشتری وجود دارد که نشان می‌دهد ویروس‌ها می‌توانند در نحوه استفاده از ساختار هسته سلول به‌طور قابل توجهی تغییر کنند و با گذر زمان سازگار شوند. با پیشرفت تحقیقات درباره ویروس‌های غول‌پیکر، انتظار می‌رود کشفیات بیشتری نیز در آینده انجام شود.

پژوهش در ژورنال Journal of Virology منتشر شده است.