Viruşii sunt organisme vii cu o lungă istorie evolutivă alături de celule, conform unui nou studiu publicat în revista Science Advances.

„Până în prezent, viruşii au fost greu de clasificat. În cel mai recent raport, Comitetul Internațional de Clasificare a Viruşilor (în engleză International Committee on the Taxonomy of Viruses) recunoaşte existența a șapte categorii de viruși, pe baza formei, mărimii, structurii genetice şi a mijloacelor de reproducere”, a declarat profesorul Gustavo Caetano-Anollés de la Universitatea din Illinois.

„În conformitate cu această clasificare, familiile virale aparținând aceleași categorii au provenit, probabil, de la un virus ancestral comun. Cu toate acestea, doar 26 de familii virale dintr-un număr de 104 au fost încadrate într-o categorie, relațiile evolutive ale majorităţii dintre ele nefiind încă pe deplin cunoscute”.

Această necunoscută se datorează numărului mare de viruşi și a diversităţii acestora. Până în prezent au fost identificaţi și clasificaţi mai puțin de 4.900 viruşi, chiar dacă oamenii de știință estimează că există mai mult de un milion de specii virale.

Cei mai mulți viruși sunt foarte mici și conțin un număr mic de gene. Alţii, cum ar fi viruşii Acanthamoeba (Pithovirus, Mollivirus, Mimiviruses şi Pandoraviruses), sunt uriași, având un genom mai mare decât al unor bacterii.

Viruși biologiciMărimea unor viruși biologici. Credit: Julie McMahon.

Noul studiu s-a axat pe anumite structuri de proteine, denumite „falduri”, care sunt codificate în genomul tuturor celulelor şi viruşilor. Prin compararea acestor structuri din cadrul diferitelor ramuri ale arborelui vieții, oamenii de ştiinţă pot reconstitui istoria evolutivă a acestor structuri de proteine și a organismelor care le conțin.

Profesorul Caetano-Anollés şi colegul său, Arshan Nasir, tot de la Universitatea din Illinois, au ales să analizeze aceste structuri de proteine deoarece secvențele care codifică genomurile virale se modifică frecvent.

„Mutaţiile frecvente din cadrul acestor structuri pot masca semnalele ce indică evoluţia acestora. Faldurile de proteine ​​sunt markeri buni pentru anumite evenimente din trecut, deoarece structurile lor 3D se pot păstra chiar dacă secvențele care le-au codificat încep să se schimbe”, a declarat profesorul Caetano-Anollés.

În prezent cei mai mulţi viruși, inclusiv cei care cauzează boli, preiau controlul asupra mecanismului de construcţie a proteinelor din cadrul celulelor gazdă pentru a se multiplica şi a se răspândi ulterior la alte celule. De multe ori virușii îşi introduc propriul material genetic în ADN-ul celulelor gazdă. De fapt, resturile infiltrațiilor virale din trecut reprezintă acum caracteristici permanente ale genomului celor mai multe organisme celulare, inclusiv al oamenilor.

„Această caracteristică poate fi o dovadă a faptului că rolul principal al viruşilor este acela de a se răspândi şi a se diversifica”, a declarat profesorul Caetano-Anollés.

Cercetătorii au analizat toate structurile de proteine de tip falduri din 5.080 de organisme, din fiecare ramură a arborelui vieții, inclusiv 3.460 viruși. Folosind metode bioinformatice avansate, aceştia au identificat 442 de proteine ​​falduri care sunt partajate între celule și viruși și 66 care sunt unice pentru viruşi.

„Viruşii prezintă o multitudine de caracteristici specifice celulelor. Aceştia conţin însă şi componente unice pe lângă cele care sunt partajate alături de celule”, a declarat profesorul Caetano-Anollés.

Analiza cercetătorilor a evidenţiat secvenţe genetice în viruşi diferite de cele din celule. Acest lucru contrazice ipoteza conform căreia materialul genetic al viruşilor provine din celule.

„Acest lucru, dar şi alte constatări, sprijină ideea că viruşii sunt creatori de noutate”, a declarat Caetano-Anollés.

Cercetătorii au folosit metode de calcul pentru a construi arbori ai vieții care includ viruși.

„Datele sugerează că viruşii provin de la mai multe celule vechi şi că au coexistat alături de strămoșii celulelor moderne. Cel mai probabil aceste celule vechi conțineau genomuri ARN segmentate”, a declarat profesorul Caetano-Anollés.

„De asemenea, datele sugerează că, la un moment dat în istoria lor evolutivă, dar nu cu mult timp după ce viața celulară modernă a apărut, majoritatea viruşilor aveau capacitatea de a se acoperi cu straturi de proteine ​​pentru protecția propriului materialul genetic, astfel încât au putut să trăiască în afara celulei și să se răspândească”.

„Unii oameni de ştiinţă au susţinut că viruşii sunt entități fără viaţă, bucăți de material genetic, ADN și ARN. Aceştia au afirmat că viruşii nu sunt în stare să se multiplice în afara celulelor gazdă și că pentru a exista aceştia se folosesc de mecanismele de construcţie a proteinelor din cadrul celulelor. Tot mai multe dovezi susțin ideea că viruşii nu sunt atât de diferiţi de alte entități vii”, a declarat profesorul Caetano-Anollés.

Multe organisme necesită alte organisme pentru a trăi, cum ar fi bacteriile care trăiesc în interiorul celulelor sau ciupercile parazite, acestea bazându-se pe gazdele lor pentru a-şi putea urma propriul ciclu de viață. Acelaşi lucru îl fac şi virușii.

„Inexistența unor mecanisme de transcripţie şi translaţie a informaţiei genetice în viruşi a constituit un argument ca aceştia sunt entităţi fără viaţă. Acest lucru nu mai este valabil. Viruşii îşi merită acum un loc în arborele vieții”, a încheiat profesorul Caetano-Anollés.

Sursă: Sci-News