A wirus Stwierdzono, że infekujący fitoplankton oceaniczny koduje białko rybosomalne, pierwsze w przypadku wirusów eukariotycznych. Naukowcy uważają, że pomaga to wirusowi w replikacji.
Naukowcy z Uniwersytetu Hawai’i w Mānoa zidentyfikowali wirusa FloV-SA2, który koduje jedno z niezbędnych białek potrzebnych do produkcji rybosomów. Rybosomy to kluczowe struktury komórkowe, które przekształcają informację genetyczną w białka — podstawowe elementy budulcowe życia. Oznacza to pierwsze odkrycie wirusa eukariotycznego (wirusa infekującego organizmy takie jak rośliny, zwierzęta lub grzyby) zdolnego do kodowania takiego białka.
Wirusy to zasadniczo pakiety materiału genetycznego zamknięte w białkowej otoczce. Rozmnażają się poprzez inwazję na komórkę gospodarza i przejmowanie jej maszynerii replikacyjnej w celu wytworzenia większej liczby wirusów. Podczas gdy prostsze wirusy w tym procesie prawie całkowicie polegają na komórce gospodarza, większe i bardziej złożone wirusy często wytwarzają różnorodne białka, które pomagają w ich replikacji.
„Byliśmy podekscytowani odkryciem, że wirus ten koduje białko rybosomalne zwane eL40” – powiedziała Julie Thomy, główna autorka badania i badaczka ze stopniem doktora w Centrum Oceanografii Mikrobiologicznej: Badań i Edukacji im. Daniela K. Inouye (C-MORE) oraz w Departamencie Oceanografii w Szkole Nauk i Technologii Oceanu i Ziemi (SOEST) UH Mānoa. „To logiczne, że wirus mógłby odnieść korzyść ze zmiany tego krytycznego elementu maszynerii komórkowej, ale nie było na to dowodów w przypadku żadnego wirusa eukariotycznego”.
Wirus został odkryty w ramach szerszego wysiłku członków Marine Viral Ecology Laboratories (MarVEL) w SOEST, mającego na celu wyizolowanie i scharakteryzowanie nowych wirusów żyjących w oceanie. Były student oceanografii, Christopher Schvarcz, pobrał próbki wody ze stacji ALOHA położonej 60 mil na północ od O’ahu na Hawajach, a następnie wyizolował dziesiątki wirusów. Wśród nich był FloV-SA2, który infekuje m.in gatunek fitoplanktonu tzw Florenciella.
„Chris był tak skuteczny w izolowaniu wirusów, że nie był w stanie ich wszystkich przeanalizować przed wyjazdem” – powiedział Grieg Steward, członek wydziału oceanografii nadzorujący projekt. „Szczegółowa analiza tego wirusa musiała poczekać, aż dr Thomy dołączy do laboratorium, ale warto było czekać!”
Preferencyjna produkcja białek wirusa?
Poprzedni odkrycia wykazali, że podobnie jak FloV-SA2 inne tak zwane „gigantyczne” wirusy kodują białka biorące udział w szerokim zakresie procesów metabolicznych. Niektórzy, jak na przykład osoby zaangażowane w fermentacja lub wyczuwanie światła, wydają się zaskakującymi funkcjami, które można znaleźć w wirusie. Geny te muszą pomagać wirusowi w replikacji, ale podobnie jak w przypadku białka rybosomalnego, nie zawsze jest jasne, w jaki sposób. Naukowcy skupiają się obecnie na poznaniu szczegółów, w jaki sposób i kiedy wirus wykorzystuje to białko.
„Nasza robocza hipoteza zakłada, że wprowadzając jedno ze swoich białek do rybosomu, wirus modyfikuje ten kluczowy mechanizm, tak aby sprzyjać produkcji białek wirusa zamiast zwykłych białek komórkowych” – powiedział Thomy.
„Wirusy stanowią integralną część funkcjonowania ekosystemów oceanicznych, wpływając na produktywność biologiczną, zmieniając interakcje społeczne i napędzając zmiany ewolucyjne” – powiedział Steward. „To odkrycie ujawnia nowe szczegóły na temat złożonych sposobów interakcji wirusów w oceanie z fitoplanktonem, który stanowi podstawę ekosystemów oceanicznych, ale otwiera także nowe możliwości w zrozumieniu podstaw biologii wirusów”.
Naukowcy spodziewają się, że FloV-SA2 będzie cennym systemem modelowym do badania nowych mechanizmów, za pomocą których wirusy manipulują metabolizmem komórkowym i przekierowują zasoby i energię gospodarza.
Odniesienie: „Wirusy eukariotyczne kodują białko rybosomalne eL40” Julie Thomy, Christopher R. Schvarcz, Kelsey A. McBeain, Kyle F. Edwards i Grieg F. Steward, 23 października 2024 r., npj Wirusy.
DOI: 10.1038/s44298-024-00060-2
