Hlavní strana Články na přání Veliké DNA viry a virofágy

Veliké DNA viry a virofágy

Datum: 2.1.2013

Velké nukleocytoplazmické DNA viry ze skupiny NCLDV (NucleoCytoplasmic Large Dna Viruses) nelze v pestrém světě virů přehlédnout. Vždycky byly považovány za tak trochu zvláštní a po objevu dnes již legendárního mimiviru v roce 2003 si pravidelně získávají pozornost světových médií. Odborníci se zároveň již poměrně dlouho dohadují, co jsou vlastně velké nukleocytoplazmické DNA viry zač. Mívají opravdu úctyhodný genom, občas větší, než malé bakterie, a soubor jejich genů přetéká pozoruhodnostmi. Někteří lidé věří, že jsou to prachsprostí zlodějíčci, kteří si shodou okolností v průběhu věků od hostitelů nakradli spoustu genů. Druzí mají za to, že jsme v jejich případě na stopě pozoruhodné větve života, která koření velmi hluboko, na samotném počátku organismů, anebo v jeho blízkosti. Obě možnosti jsou ohromně fascinující, takže se velké nukleocytoplazmické DNA viry momentálně intenzivně zkoumají. Důkazy zatím svědčí spíše ve prospěch čtvrté větve života, která by v učebnicích zaujala místo vedle eukaryot, bakterií a archeí.

V roce 1992 si při studiu legionelózy v prostředí chladících věží lidé poprvé všimli gigantického mimiviru. Vzhledem k jeho velikosti a pozitivní reakci na Gramovo barvení ho považovali za gram-pozitivní bakterii a pojmenovali "Bradfordcoccus". Mimivirem (Acanthamoeba polyphaga mimivirus, APMV) se stal až v roce 2003, díky týmu Didiera Raoulta. Virus infikující akantaméby z chladících věží předstihl velikostí genomu i svými rozměry desítky tehdy známých buněčných organismů, což mnoha lidem způsobilo hluboký šok. Mimivirus si pak podržel titul šampiona ve velikosti mezi viry až do roku 2011, kdy ho sesadil další, blízce příbuzný velký nukleocytoplazmický DNA virus Megavirus chilensis (MGVC), s kapsidou o průměru 440 nm a s genomem o délce neuvěřitelných 1 259 197 párů bází, obsahujícím cca 1120 proteinů. Vylovili ho ve vzorku mořské vody odebrané u pobřeží poblíž chilské mořské stanice v Las Cruces, když inkriminovanou vodu kultivovali s laboratorními kmeny sladkovodních akantaméb a sledovali, co v nich vyroste.

Postupně se ukázalo, že velké nukleocytoplazmické DNA viry jsou prakticky bezednou pokladnicí podivuhodných objevů. Didier Raoult jim zůstal věrný a v roce 2008, shodou okolností opět v chladící věži (tentokrát ale poblíž Paříže), objevil mimiviru v mnohém velmi podobný mamavirus. Ten skrýval veliké překvapení – početné částice malého DNA viru s genomem o velikosti 18 343 párů bází, který dovede zmanipulovat replikační systém mamaviru a parazituje na něm, tak jako jiné viry na buňkách. Dostal jméno Sputnik a je podle všeho pro hostitelské viry velmi zhoubný. Po vzoru virové metly bakterií – bakteriofágů se teď Sputnik a další, později objevené podobné viry honosí výmluvným označením virofágy. Mimivirus a další podobné NCLDV viry staví v cytoplasmě hostitelské buňky replikační virovou továrnu – nápadný útvar, který funguje jako parazitická organela. Výroba ohromných virových částic tu jede jako na běžícím pásu a virofágy se dovedou do jejich výrobního procesu šikovně vložit.

V pořadí druhým nalezeným virofágem se v roce 2011 stal Maverick virus, čili Mavirus, devastující velký nukleocytoplazmický DNA virus dravého mořského bičíkovce kafeterie – Cafeteria roenbergensis virus (CroV). Funguje velmi podobně jako Sputnik, ale jeho sekvence je pozoruhodně podobná eukaryotním DNA transpozonům ze skupiny Maverick/Polinton. To jsou pohyblivé kousky eukaryotních genomů, jejichž původ dlouho zůstával zahalený tajemstvím. Teď se rýsuje možnost, že kdysi vznikly z dávných virofágů, možná jako součást obranné strategie tehdejších eukaryot před NCLDV viry. Ve stejném roce vyšlo najevo, že virofágy mohou obývat i slané antarktické jezero (konkrétně Organic Lake), kde Organic Lake virophage parazituje velké nukleocytoplazmické DNA viry řas ze skupiny Phycodnaviridae.

Pokud by někdo čekal, že po chladících věžích a antarktických slaných jezerech už nemůžeme virofágy najít v bizarnějším biotopu, tak by se hluboce mýlil. Christelle Desnues a další badatelé v roce 2012 objevili dalšího virofága v akantamébách, které kolonizovaly roztok na kontaktní čočky nepořádné sedmnáctileté Francouzky. Žil v nich NCLDV virus Lentille, obývaný virofágem Sputnikem 2. Aby toho nebylo málo, Sputniky 2, viry Lentille i genom akantaméb obsahovali ještě dalšího parazita, doposud neznámé mobilní genetické elementy, pojmenované jako „transpovirony“. Jde o krátké kusy lineární DNA s velikostí kolem 7 kilobází, zahrnující 6 až 8 proteinových genů. Detailní analýza sekvencí NCLDV virů z příbuzenstva mimiviru odhalila celkem tři různé typy transpovironů. Podle všeho jsme na stopě další úrovně diverzity velkých nukleocytoplazmických DNA virů, které se tím stávají ještě zajímavějšími. Kolem nás jich nejspíš existuje celý ohromný svět a spolu s nimi i množství virofágů a dalších neposedných sekvencí, které čekají na své odhalení. Stačí se jen pustit do práce.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.