Mokslo naujienos: ar yra ketvirtasis domenas?

http://www.sciencemag.org/news/2017/04/giant-viruses-found-austrian-sewage-fuel-debate-over-potential-fourth-domain-life

Kol turistai į Klosterneuburg miestelį Austrijos rytuose atvyksta apsilankyti XXII a. vienuolyne ar pažiūrėti rašytojo Franz Kafka paminklo, virusologai ir evoliucijos biologai susidomėję šio miesto nuotekų valymo sistema, kurioje randama į ląstelę panašių virusų (daugiau apie virusus, galite paskaityti čia). Tai kelia kontoversišką hipotezę, kad šie dideli virusai yra išnykusių ląstelinių organizmų palikuonys – ketvirtasis gyvybės domenas. (Pastaba. Šiuo metu laikoma, kad yra 3 gyvybės domenai – archėjos, bakterijos ir eukariotai). Tačiau, ne visi sutinka, kad šis organizmas gali būti priskirtas atskiram domenui.

Dauguma virusų yra ženkliai mažesni už ląsteles bei jų genomuose yra vos keli genai, nes replikacijai naudojasi ląstele šeimininke. Pavyzdžiui, tam tikri paukščių ar kiaulių virusai teturi vos 2 genus, o gerai žinoma bakterija Eschericia coli apie 4400 genų. Kadangi virusai negali daugintis patys ir neturi kitų ląstelėms būdingų požymių, didžioji dalis biologų virusų nepriima į gyvųjų organizmų klubą. 

Pirmoji žinia apie didžiuosius virusus, paskelbta 2003 metais Science žurnale, sukrėtė mokslininkus. Šie virusai ne tik didesni, nei kai kurie mikroorganizmai, bet ir savo genomuose turi 2500 genų, aplenkdami kai kurias bakterijas (apie mažiausius bakterijų genomus taip pat esu rašiusi). Kai kurie mokslininkai tvirtino, kad šie “monstrai” gali pakeisti evoliucinį gyvybės medį (medį sudaro jau minėti 3 domenai). Jie pasiūlė, kad didieji virusai yra ketvirtojo gyvybės domeno likučiai. Pagal šią teoriją, jų protėviai buvo dabar jau neegzistuojančios ląstelės, kurios laikui bėgant atsikratė daugumos genų ir tapo parazitais. 

 

http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/46493/title/Researchers-Cast-Doubt-on-CRISPR-Like-System-in-Giant-Viruses/

Mimivirusas - 2003 metais rastas amebų virusas

Kiti mokslininkai, tokie kaip evoliucijos biologas Eugene Koonin (Nacionalis Biotechnologijos Informacijos centras, Bethesda, Marilandas) nematė reikalo išskirti ketvirtojo domeno. “Yra visiškai aišku, kad šie virusai, kaip ir mažesnieji, priklauso tai pačiai grupei”, - teigė jis. Jis tiki, kad jie evoliucionavo, kai mažesni virusai įsiterpdavo vis daugiau ir daugiau ląstelių šeimininkių DNR ir taip tapo “milžinais”.

 http://www.sciencemag.org/news/2017/04/giant-viruses-found-austrian-sewage-fuel-debate-over-potential-fourth-domain-life
Austrijoje rasta virusinė dalelė

Frederik Schulz su kolegomis (Jungtinis Genomų Institutas, Walnut Creek, Kalifornija) negalvojo, kad ir jie prisidės prie ketvirtojo domeno tyrimų, kai pradėjo bendradarbiauti su Austrijos mokslininkais. Jie tyrė mikrobus, esančius Klosterneuburg nuotekų valymo dumble. Buvo naudojamas metodas, kai yra nusekvenuojama visa DNR, randama mėginyje. Taip siekiama identifikuoti naujų organizmų DNR “pirštų antspaudus” (DNA fingerprinting). Šis metodas vadinamas metagenomika. Tirtuose mėginiuose buvo rasta nemažai virusinių genomų dalelių. Kai komanda sudėjo fragmentus į vientisą genomą, jie nusprendė, jog tai yra naujas didysis virusas, kurį pavadino Klosneuvirus. Naudodami tuos pačius metodus kitose vietose, komanda surinko dar 3 giminingus genomus.

Klosneuvirusai nuo ankščiau aptiktų didžiųjų virusų išsiskyrė tuo, jog jų genomai yra panašesni į ląstelinių organizmų. Pavyzdžiui, ląstelės baltymus sudaro 20 aminorūgščių ir kiekviena jų turi skirtingus fermentus, kurie pritvirtina jas prie molekulių, pernešančias aminorūgštis į baltymų sintezės vietą. Kiti didieji virusai turėjo tik 7 tokių pritvirtinančių fermentų tipus, o Klosneuvirusai jų turi 20 - kiekvienai aminorūgščiai savas.

http://www.sciencemag.org/news/2017/04/giant-viruses-found-austrian-sewage-fuel-debate-over-potential-fourth-domain-life

Šie virusai leidžia patyrinėti, ar didieji virusai yra ketvirtojo gyvybės domeno palikuonys, ar visgi jie kilę iš kitų virusų. Schulz sakė: “Mes pagalvojome “Wow, tai gali būti šios hipotezės įrodymas”. Po to, kai pradėjo bendradarbiauti su Koonin laboratorija, mokslininkai palygino skirtingų prisikabinimo genų sekas įvairiuose virusuose ir gyvuose organizmuose. Tai parodė, kad didieji virusai palaipsniui susirinko prisikabinimo fermentų genus iš skirtingų šeimininkų. “Nėra įrodymų ketvirtajam domenui ir šis straipsnis tai patvirtina”, sakė Curtis Suttle, Britų Kolumbijos universiteto, Vankuveris, Kanada, aplinkos virusologas.

Tačiau kiti pirmųjų didžiųjų virusų atradėjai nesutinka priimti išvados, kad ketvirtojo domeno nėra. Mikrobiologas Didier Raoult iš Aix-Marseille universiteto, Prancūzija, mano, kad prisikabinimo fermentų genai netinkami šiam tyrimui, nes jie dažnai keičia sekas ar patiria kitus pasikeitimus ir tai neleidžia gerai suprasti jų kilmės. Genetikas Jean-Micle Claverie, taip pat iš Aix-Marseille universiteto, pažymi, kad tyrimo autoriai identifikavo didesnes, nei vidutinės, virusines daleles, tačiau neparodė, kad genomai, kuriuos surinko, priklauso šiems virusams. “Aš norėčiau pamatyti tikrą izoliuotą virusą su savo šeimininku mėgintuvėlyje ir tada patikėsiu bet kuria evoliucine interpretacija”.

Žodynėlis:

Gyvybės domenas – aukščiausias organizmų taksonominis vienetas.

Taksonomija - mokslo šaka, užsiimanti gyvųjų organizmų klasifikavimu.

Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:

• http://www.sciencemag.org/news/2017/04/giant-viruses-found-austrian-sewage-fuel-debate-over-potential-fourth-domain-life

P.S. All foreign readers are now able to translate a blog with a button on the right side of the blog :)