Virüs Keşfi, Karmaşık Yaşamın Kökenlerini Aydınlatıyor

Araştırmacılar, tüm karmaşık yaşamın atalarını içerebilecek bir grup mikrobu enfekte eden ilk virüsleri keşfettiler.

Keşif, karmaşık yaşamın kökenleri hakkında umut verici ipuçları sunuyor ve virüslerin insanların ve diğer karmaşık yaşam formlarının evrimi için gerekli olduğu hipotezini keşfetmek için yeni yönler öneriyor.

İnsanlar, denizyıldızları ve ağaçlar gibi – çekirdekli hücrelere sahip olan ve ökaryotlar olarak adlandırılan – tüm karmaşık yaşam formlarının, arke ve bakterilerin melez bir organizma oluşturmak üzere birleştiğinde ortaya çıktığına dair iyi desteklenen bir hipotez var.

Son araştırmalar, ilk ökaryotların, Asgard arke’lerinin doğrudan torunları olduğunu öne sürüyor. Ian Rambo ve Brett Baker’ın laboratuvarının diğer üyeleri tarafından yapılan son araştırma, virüslerin de bu milyarlarca yıllık tarihte nasıl bir rol oynamış olabileceğine ışık tutuyor.

(İlgili: Hepatit B Virüsünün On Bin Yıllık Evrim Süreci Açıklandı)

Rambo, “Bu çalışma, ökaryotların kökenini daha iyi çözmek ve Asgard arkelerinin ekolojisi ve evriminde virüslerin rolünü anlamak için bir kapı aralıyor. Virüslerin karmaşık hücresel yaşamın ortaya çıkmasına katkıda bulunmuş olabileceğine dair bir hipotez var.” diyor.

Rambo, viral ökaryotogenez adı verilen hararetle tartışılan bir hipoteze atıfta bulunuyor. Bakteri ve arkelere ek olarak, virüslerin de ökaryotların gelişimine bazı genetik bileşenlere katkıda bulunmuş olabileceğini öne sürüyor. Bu son keşif, bu tartışmayı çözmüyor, ancak bazı ilginç ipuçları sunuyor.

Şu anda yaşayan Asgard arkelerini enfekte eden yeni keşfedilen virüsler, kendi DNA’larını kopyalama ve konakçılarının protein modifikasyon sistemlerini ele geçirme yeteneği de dahil olmak üzere, ökaryotları enfekte eden virüslere benzer bazı özelliklere sahip. Elde edilen bu Asgard virüslerinin hem ökaryotları enfekte eden virüslerin, hem de çekirdeği olmayan hücrelere sahip prokaryotların özelliklerini sergilemesi, diğer arke veya karmaşık yaşam formlarını enfekte edenlere tam olarak benzemedikleri için onları benzersiz kılıyor.

Deniz bilimi ve bütünleştirici biyoloji doçenti ve çalışmanın ilgili yazarı Baker, “En heyecan verici şey, bunların daha önce arke ve ökaryotlarda gördüklerimizden farklı olan ve mikrobiyal akrabalarımızı enfekte eden tamamen yeni virüs türleri olmaları.” diyor.

Muhtemelen 2 milyar yıldan daha uzun bir süre önce evrimleşen ve torunları hala yaşayan Asgard arkeleri, dünyanın dört bir yanındaki derin deniz tortullarında ve kaplıcalarda keşfedildi, ancak şimdiye kadar laboratuvarda yalnızca bir suş başarıyla yetiştirildi.

Bilim insanları onları tanımlamak için genetik materyallerini çevreden toplar ve ardından genomlarını bir araya getirir. Bu son çalışmada, araştırmacılar, daha önce bu mikropları enfekte eden virüslerle tam olarak eşleştirilebilen küçük viral DNA parçaları içeren CRISPR dizileri olarak bilinen DNA bölgelerini tekrarlamak için Asgard genomlarını taradılar. Bu genetik “parmak izleri”, ökaryotların karmaşık köken hikayesinde anahtar rollere sahip organizmaları enfekte eden bu sinsi viral istilacıları tanımlamalarına izin verdi.

Austin’de araştırma görevlisi ve çalışmanın ortak yazarı Valerie De Anda, “Artık virüslerin ökaryotogenez bulmacasında sahip olabileceği etki ve rolü anlamaya başlıyoruz.” diyor.

University of Texas at Austin. 27 Haziran 2022.

Makale: Rambo, I.M., Langwig, M.V., Leão, P. et al. (2022). Genomes of six viruses that infect Asgard archaea from deep-sea sediments. Nat Microbiol.