Volgens de nieuwe studie is het DNA van de nieuw ontdekte virussen vergelijkbaar met het DNA van virophages, wat suggereert dat microben enige bescherming kunnen genieten tegen gigantische virussen dankzij "ingebedde" virussen die zich in hun genomen bevinden
Bij het analyseren van het genoom van eencellige microben deed een team van onderzoekers een verrassende ontdekking: duizenden voorheen onbekende virussen waren "verborgen" in het DNA van de microben.
De onderzoekers vonden het DNA van meer dan 30,000 virussen ingebed in het genoom van verschillende eencellige microben, rapporteren ze in hun nieuwe studie. Ze leggen uit dat viraal DNA een gastheercel in staat kan stellen complete, functionele virussen te repliceren.
"We waren zeer verrast door de hoeveelheid virussen die we door deze analyse hebben gevonden", zegt hoofdauteur Christopher Bellas, een ecoloog die virussen bestudeert aan de Universiteit van Innsbruck in Oostenrijk. "In sommige gevallen blijkt tot 10 procent van het DNA van een microbe uit verborgen virussen te bestaan."
"Deze virussen lijken hun gastheren niet ziek te maken en kunnen nuttig zijn", voegden de onderzoekers eraan toe. Sommige van de nieuwe virussen lijken op virophages, een type virus dat andere pathogene virussen infecteert die proberen een gastheercel te infecteren.
"Waarom er zoveel virussen in microbiële genomen worden gevonden, is nog steeds onduidelijk", zegt Bellas. “Onze meest overtuigende hypothese is dat ze de cel beschermen tegen infectie met virussen die gevaarlijk voor hem zijn.
Leven op aarde betekent vechten tegen virussen – de meest voorkomende biologische entiteiten op de planeet, die collectief elk type levensvorm infecteren. Ze zijn zeer divers en gebruiken veel verschillende tactieken om hun mobiele hosts te exploiteren.
Ongeacht de semantische discussies over de vraag of virussen leven, ze voegen zich zeker in het leven van andere levende wezens. Sommigen repliceren zelfs door hun DNA aan een gastheercel toe te voegen en deel uit te maken van het genoom ervan.
Wanneer dit gebeurt in een geslachtscel, kan dit resulteren in endogene virale elementen (EVE's), of viraal DNA, dat van de ene generatie op de andere wordt doorgegeven in een gastheersoort.
Wetenschappers hebben EVE gevonden in een breed scala van organismen, waaronder dieren, planten en schimmels. Zo dragen zoogdieren verschillende virale fragmenten in hun DNA en ongeveer 8 procent van het menselijk genoom bestaat uit DNA van oude virale infecties. De auteurs van het onderzoek leggen uit dat de meeste hiervan niet langer functioneel zijn en worden beschouwd als "genomische fossielen".
Onderzoek suggereert dat EVE's adaptief kunnen zijn bij mensen en andere organismen, mogelijk helpend om moderne virussen af te weren.
Dit geldt voor veel eencellige eukaryoten, benadrukken de onderzoekers, erop wijzend dat deze microben vaak worden geïnfecteerd en gedood door gigantische virussen.
Als een virofaag al een gastheercel bewoont, kan het een gigantisch virus herprogrammeren om virofagen te bouwen in plaats van te repliceren, waardoor de gastheer mogelijk wordt gered.
Volgens de nieuwe studie is het DNA van de nieuw ontdekte virussen vergelijkbaar met het DNA van virophages, wat suggereert dat de microben enige bescherming kunnen genieten tegen gigantische virussen dankzij "ingebedde" virussen die zich in hun genomen bevinden.
EVE-onderzoek heeft zich tot nu toe voornamelijk gericht op dieren en planten, schreven de onderzoekers, met weinig aandacht voor protisten - eukaryote organismen die geen dieren, planten of schimmels zijn.
Het ontdekken van duizenden nieuwe virussen verborgen in microbieel DNA was niet het oorspronkelijke doel van Bellas en zijn collega's, die van plan waren een nieuwe groep virussen te bestuderen die gevonden werden in de wateren van Gossenköllese, een bergmeer in de Oostenrijkse provincie Tirol.
"Aanvankelijk wilden we met ons onderzoek de oorsprong ontdekken van de nieuwe 'polinton-achtige virussen'", zegt Bellas.
“We wisten echter niet welke organismen gewoonlijk door deze virussen werden geïnfecteerd. Daarom hebben we een grootschalig onderzoek gedaan om alle microben te testen waarvan de DNA-sequenties bekend zijn.”
Om dit te doen, riepen ze de hulp in van Leo, een krachtige computercluster aan de Universiteit van Innsbruck die enorme hoeveelheden gegevens kan analyseren.
Toen ze genen van virophages en andere virussen in veel van de microbiële genomen opmerkten, besloten de onderzoekers om de studie te verdiepen door Leo te gebruiken om systematisch alle protistengenomen te analyseren.
Ze vonden EVE's "verborgen in repetitieve, moeilijk te verbinden regio's van eencellige eukaryote genomen", schrijven ze, erop wijzend dat duizenden geïntegreerde virussen laten zien dat ze een aanzienlijk, voorheen niet-bestudeerd deel van protistengenomen vormen.
De studie vond ook bewijs dat veel protistische EVE's niet alleen genomische fossielen zijn, maar functionele virussen, voegde de onderzoekers eraan toe, "wat suggereert dat verschillende reeksen van deze elementen deel kunnen uitmaken van het antivirale systeem van de gastheer."
Bron: sciencealert
Opmerking: de studie is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika.
Foto door Nothing Ahead: https://www.pexels.com/photo/words-in-dictionary-4440721/
