یک تیم بین‌المللی از زیست‌شناسان دریایی بقایای ویروس‌های RNA باستانی را کشف کرده‌اند که در DNA موجودات همزیست ساکن در مرجان‌های صخره‌ساز زندگی می‌کنند.
قطعات RNA از ویروس هایی هستند که همزیست ها را تا 160 میلیون سال پیش آلوده کرده اند. این کشف در یک مطالعه با دسترسی آزاد که این هفته در مجله Nature منتشر شد، توضیح داده شده است زیست شناسی ارتباطات، و می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند مرجان‌ها و شرکایشان چگونه امروزه با عفونت‌های ویروسی مبارزه می‌کنند. اما این یک یافته شگفت‌انگیز بود، زیرا اکثر ویروس‌های RNA برای جاسازی خود در DNA ارگانیسم‌هایی که آلوده می‌کنند شناخته شده نیستند.
این تحقیق نشان داد که عناصر ویروسی درون زا یا EVEs به طور گسترده در ژنوم همزیست های مرجانی ظاهر می شوند. جلبک های تک سلولی که به عنوان داینوفلاژلات شناخته می شوند، در داخل مرجان ها زندگی می کنند و رنگ های چشمگیر خود را برای آنها فراهم می کنند. کشف EVE بر مشاهدات اخیر تأکید می کند که ویروس هایی غیر از رتروویروس ها می توانند قطعاتی از کد ژنتیکی خود را در ژنوم میزبان خود ادغام کنند.
پس چرا وارد آنجا شد؟ این ممکن است یک تصادف باشد، اما مردم شروع کرده‌اند به این که این «حوادث» بیشتر از آن چیزی است که دانشمندان قبلاً تصور می‌کردند، و در همه انواع میزبان‌ها، از خفاش‌ها تا مورچه‌ها، گیاهان و جلبک‌ها، یافت شده‌اند.
آدرین کوریا، یکی از نویسندگان مطالعه، دانشگاه رایس
اینکه یک ویروس RNA اصلاً در همزیست های مرجانی ظاهر می شود نیز تعجب آور بود.
الکس وگلیا، نویسنده ارشد این مطالعه، دانشجوی کارشناسی ارشد در گروه تحقیقاتی Correa، گفت: “این چیزی است که این پروژه را برای من جالب کرده است.” بر اساس آنچه ما می دانیم، واقعاً هیچ دلیلی وجود ندارد که این ویروس در ژنوم همزیست ها باشد.»
این مطالعه توسط بنیاد اقیانوس تارا و بنیاد ملی علوم و به رهبری کوریا، وگلیا و دو دانشمند از دانشگاه ایالتی اورگان، محقق فوق دکتری کالیا بیستولاس و ربکا وگا توربر، بوم‌شناس دریایی انجام شد. این تحقیق سرنخ هایی را ارائه می دهد که می تواند به دانشمندان کمک کند تا تأثیر اکولوژیکی و اقتصادی ویروس ها بر سلامت صخره ها را بهتر درک کنند.
محققان EVEs از ویروس‌های RNA را در نمونه‌های آب دریا فیلتر شده یا در ژنوم مرجان‌های سنگی، هیدروکورال‌ها یا چتر دریایی بدون دینوفاژلات پیدا نکردند. اما EVE ها در همزیست های مرجانی که از ده ها سایت صخره های مرجانی جمع آوری شده بودند فراگیر بودند، به این معنی که ویروس های بیماری زا بودند -; و احتمالاً باقی می مانند – در مورد میزبان هدف خود حساس هستند.
کوریا، استادیار علوم زیستی، می گوید: «تنوع عظیمی از ویروس ها در این سیاره وجود دارد. “برخی از آنها چیزهای زیادی می دانیم، اما بیشتر ویروس ها مشخص نشده اند. ممکن است بتوانیم آنها را شناسایی کنیم، اما نمی دانیم که چه کسی میزبان آنها است.”
او گفت ویروس ها، از جمله رتروویروس ها، راه های زیادی برای تکثیر با آلوده کردن میزبان ها دارند. کوریا گفت: “یکی از دلایل جالب بودن مطالعه ما این است که این ویروس RNA یک رترو ویروس نیست.” با توجه به آن، شما انتظار ندارید که در DNA میزبان ادغام شود.
کوریا گفت: «برای چند سال، ما تعداد زیادی ویروس را در کلنی‌های مرجانی مشاهده کرده‌ایم، اما به سختی می‌توان گفت که آنها چه چیزی را آلوده می‌کنند. “بنابراین این احتمالا بهترین و ملموس ترین اطلاعاتی است که ما برای میزبان واقعی یک ویروس مرتبط با کلنی مرجانی داریم. اکنون می توانیم بپرسیم که چرا همزیست آن DNA یا بخشی از ژنوم را نگه می دارد. چرا یک ویروس از بین نرفت. خیلی وقت پیش؟”
کشف این که EVE ها برای میلیون ها سال حفاظت شده اند نشان می دهد که آنها ممکن است به نحوی برای همزیست های مرجانی مفید باشند و نوعی مکانیسم وجود دارد که ادغام ژنومی EVE ها را هدایت می کند.
وگلیا می‌گوید: «راه‌های زیادی وجود دارد که می‌توانیم در مرحله بعد دنبال کنیم، مانند اینکه آیا این عناصر برای مکانیسم‌های ضد ویروسی در داینوفلاژلات‌ها استفاده می‌شوند یا خیر، و اینکه چگونه بر سلامت صخره‌ها تأثیر می‌گذارند، به ویژه با گرم شدن اقیانوس‌ها».
“اگر ما با افزایش دمای آب دریا روبرو هستیم، آیا احتمال بیشتری وجود دارد که گونه Symbiodiniaceae حاوی این عنصر ویروسی درون زا باشد؟ آیا وجود EVE در ژنوم آنها شانس مبارزه با عفونت های ویروس های RNA معاصر را افزایش می دهد؟” او گفت.
“در مقاله ای دیگر، ما نشان دادیم که وقتی مرجان ها تحت فشار حرارتی قرار گرفتند، عفونت های ویروسی RNA افزایش یافت. بنابراین قطعات متحرک زیادی وجود دارد. و این قطعه خوب دیگری از این پازل است.”
کوریا گفت: “ما نمی توانیم فرض کنیم که این ویروس اثر منفی دارد. اما در عین حال، به نظر می رسد که در این شرایط استرس دمایی کارآمدتر می شود.”
تربر پروفسور ممتاز امیل اف پرنو در گروه میکروبیولوژی ایالت اورگان است.
منبع:
مرجع مجله:
وگلیا، ای جی، و همکاران. (2023). عناصر ویروسی درون‌زا ارتباط بین یک ویروس RNA غیررتروویروسی و ژنوم‌های دینوفلاژلات همزیست را نشان می‌دهند. زیست شناسی ارتباطات. doi.org/10.1038/s42003-023-04917-9.