Mikropların DNA’sında saklı 30 bin yeni virüs keşfedildi
Russel McLendon
Araştırmacılardan oluşan bir ekip, tek hücreli mikropların genomlarını incelerken şaşırtıcı bir keşifte bulundu: Mikropların DNA’sında “gizli”, önceden bilinmeyen binlerce virüs ortaya çıkarıldı. Araştırmacılar, yeni bir makalede bildirdikleri gibi, farklı tek hücreli mikrop türlerinin genomlarında bulunan 30.000’den fazla virüsün DNA’sını buldular. Bilim adamları, viral DNA’nın bir konakçı hücrenin virüsleri tam ve işlevsel bir durumda çoğaltmasına izin verebileceğini belirtiyor.
Mikrop DNA’sının yüzde 10’unu oluştururlar
Avusturya’daki Innsbruck Üniversitesi’nde virüsler üzerine çalışan bir çevre bilimcisi olan baş yazar Christopher Bellas, “Bu incelemede bu kadar çok virüs bulmamız bizi son derece şaşırttı” diyor. ortaya çıktı.”
Araştırmacılar buldukları virüslerin konakçılarını hasta etmediğini hatta faydalı olabileceğini belirtiyor. Yeni virüslerden bazıları, konakçı hücreyi enfekte etmeye çalışan diğer hastalık yayan virüsleri enfekte eden bir virüs türü olan ‘virofajlara’ benziyor. Bellas, “Mikropların genomlarında neden bu kadar çok virüs olduğu şu anda bilinmiyor” diyor. “En güçlü hipotezimiz, [içinde bulundukları] hücreyi tehlikeli virüslerin neden olduğu enfeksiyondan koruduklarıdır.”
Dünya’da yaşamak, gezegendeki en bol biyolojik varlıklar olan ve toplu halde tüm yaşam biçimlerini enfekte eden virüslerle uğraşmak anlamına gelir. Hücresel konakçılarını sömürmek için birçok farklı taktik kullanan oldukça çeşitli yaratıklardır.
HASTANE İLE ORTAK BİR HAYAT YAŞIYORLAR
Virüslerin canlı olup olmadığı konusundaki anlamsal tartışmalara aldırmadan, adeta kendilerini diğer canlıların yaşamlarının içine sokarlar. Hatta bazıları, DNA’larını konakçı hücrelere sokarak çoğalır ve genomunun bir parçası haline gelir. Olay bir germ hücresinde meydana gelirse, ‘endojen viral elementlere’ (kısaca EVE), yani konakçı bir ilaçta bir nesilden diğerine geçen viral DNA’ya yol açabilir.
Bilim adamları hayvanlar, bitkiler ve mantarlar dahil olmak üzere birçok farklı organizmada EVE’lerle karşılaştılar. Örneğin, göğüslü hayvanlar DNA’larında farklı viral parçacıklar taşırlar ve insan genomunun neredeyse yüzde 8’i eski viral enfeksiyonlardan kalan DNA’dan oluşur. Araştırma makalesinin yazarları, bu parçacıkların birçoğunun artık işlev görmediğini ve “genomik fosiller” olarak görüldüğünü belirtiyor. Araştırmalar, EVE’lerin insanlarda ve diğer organizmalarda uyarlanabileceğini ve muhtemelen modern virüslerin hücreden çıkarılmasına yardımcı olabileceğini gösteriyor.
Araştırmacılar, mikropların genellikle devasa virüsler tarafından enfekte edilip öldürüldüğüne dikkat çekerek, bunun pek çok tek hücreli ökaryot bağlamında doğru olduğunu vurguluyor. Bir virofaj zaten bir konakçı hücrede yaşıyorsa, dev bir virüsü kendisini kopyalamak yerine virofajlar oluşturmak için yeniden programlayabilir ve potansiyel olarak konakçı hücreyi yok olmaktan kurtarabilir.
Yeni keşfedilen virüslerden elde edilen DNA, yeni araştırmada alıntılandığı gibi, virofaj DNA’sına benzer şekilde, genomlarında bulunan ‘yerleşik’ virüsler sayesinde mikropların dev virüslere karşı kısmi koruma sağlayabildiğini gösteriyor.
HENÜZ AYDINLATILMAMIŞ BİR ALAN
Araştırmacılar, EVE’ler üzerine şimdiye kadar yapılan araştırmaların öncelikle hayvanlara ve bitkilere odaklandığını ve çoğunluğu oluşturmalarına rağmen hayvan, bitki veya mantar ailesine ait olmayan ökaryotik organizmalar olan ‘protistlere’ çok daha fazla dikkat edildiğini belirtiyorlar. Dünyanın ökaryotik biyoçeşitliliği.
Avusturya’nın Tirol eyaletindeki bir dağ gölü olan Gossenköllesee’nin sularında keşfettikleri yeni bir virüs kümesini incelemeyi planlayan Bellas ve meslektaşlarının mikrop DNA’sında gizlenmiş binlerce yeni virüsü keşfetmek ana hedefi değildi.
Bellas, “Başlangıçta, araştırmamızla yeni ‘Polinton benzeri virüslerin’ kökenini ortaya çıkarmak istedik” diyor. “Ancak bu virüslerin en çok hangi organizmaları enfekte ettiğini bilmiyorduk. Biz de DNA dizilimi bilinen tüm mikropları test etmek için geniş çaplı bir araştırma yaptık.”
Bu amaçla, Avusturya’daki Innsbruck Üniversitesi’ndeki yüksek performanslı bir bilgisayar grubu olan Leo’nun yardımına başvurdular ve büyük miktarda bilgiyi verimli bir şekilde analiz edebiliyorlar. Araştırmacılar mikrop genomlarının çoğunda virofajlardan ve diğer virüslerden gelen genleri fark ettiklerinde, mevcut tüm protist genom montaj planlarını sistematik olarak incelemek için Leo’yu kullanarak daha fazla araştırma yapmaya karar verdiler.
Araştırmacılar, EVE’leri “tek hücreli ökaryotik genomların tekrarlayan ve birleştirmesi zor bölgelerinde saklı” bulduklarını söylüyorlar ve bazı cinslerde binlerce entegre virüsün daha önce bilinmeyen önemli bir protist genomu oluşturduğunu ortaya koyuyorlar. Ek olarak araştırma, birçok protist EVE’nin sadece genomik fosiller değil, aynı zamanda işlevsel virüsler olduğuna dair kanıtlar ortaya çıkardı. Araştırmacılar, “Bulgular, bu elementlerin çeşitli dizilerinin bir konakçı virüs koruma sisteminin parçası olabileceğini gösteriyor” diye açıklıyor.
Araştırma, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlandı.
Yazının orijinali Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviri: Tarkan Tufan)
