Επιστημονικό επίτευγμα: Ερευνητές είδαν για πρώτη φορά ιό να προσκολλάται πάνω σε άλλον ιό

Επιστήμονες παρατήρησαν για πρώτη φορά έναν ιό να προσκολλάται πάνω σε άλλον ιό. Το εύρημα αποκάλυψε πώς αυτοί οι δύο διαφορετικοί ιοί, που και οι δύο κατηγοριοποιούνται ως «βακτηριοφάγοι», αλληλεπιδρούν και είναι πολύ πιθανό να έχουν συνεξελιχθεί.

«Κανείς δεν έχει δει ποτέ έναν βακτηριοφάγο – ή οποιονδήποτε άλλο ιό – να προσκολλάται σε έναν άλλο ιό», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Tagide deCarvalho, βοηθός διευθυντής του Κολλεγίου Φυσικών και Μαθηματικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, στην Κομητεία της Βαλτιμόρης.

Οι δορυφορικοί ιοί βασίζονται σε βοηθητικούς ιούς για την αναπαραγωγή του DNA τους μόλις διεισδύσουν σε ένα κύτταρο. Για να συντονιστεί αυτό, ο δορυφόρος και ο βοηθός μερικές φορές χρειάζεται να μολύνουν το ίδιο κύτταρο ταυτόχρονα, επομένως πρέπει να είναι κοντά ο ένας στον άλλον όταν συμβαίνει αυτό. Ωστόσο, η νέα εικόνα καταγράφει αυτό που πιστεύεται ότι είναι η πρώτη παρατήρηση ενός δορυφόρου που συνδέεται πραγματικά με έναν βοηθό. Συνδέεται στον «λαιμό» του ιού – όπου το εξωτερικό κέλυφος του βοηθού συνδέεται με την ουρά του.

Η αλληλεπίδραση που δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ ξανά στο παρελθόν, περιεγράφηκε σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 31 Οκτωβρίου στο Journal of the International Society for Microbial Ecology .

Οι ερευνητές έκαναν την τρομερή ανακάλυψη κοιτάζοντας περιβαλλοντικά δείγματα που περιέχουν μια οικογένεια δορυφόρων βακτηριοφάγων που μολύνουν τα βακτήρια Streptomyces. Αρχικά, νόμιζαν ότι τα δείγματα είχαν μολυνθεί καθώς περιείχαν μεγάλες αλληλουχίες DNA – τους αναμενόμενους βακτηριοφάγους – και μικρότερες, μη αναγνωρίσιμες αλληλουχίες που δεν ταίριαζαν με τίποτα που γνώριζαν.

Μετά από περαιτέρω επιθεώρηση στο μικροσκόπιο, οι συγγραφείς ανακάλυψαν ότι τα δείγματα περιείχαν κάτι που έμοιαζε με βοηθητικούς και δορυφόρους βακτηριοφάγους. Περίπου το 80% των βοηθών φάγων είχαν έναν δορυφόρο δεμένο στο λαιμό τους. Σε μερικούς από τους εναπομείναντες βοηθούς, οι συγγραφείς παρατήρησαν κάτι που έμοιαζε με «σημάδια από δάγκωμα» — το αποτέλεσμα μιας αλληλεπίδρασης. Αυτά τα «τσιμπήματα» ήταν στην πραγματικότητα υπολείμματα τρυπανιών από τον δορυφόρο.

Οι συγγραφείς ανέλυσαν τα γονιδιώματα αυτών των βακτηριοφάγων καθώς και τους βακτηριακούς ξενιστές τους και ανακάλυψαν ότι οι δορυφόροι είχαν γονίδια που κωδικοποιούσαν το εξωτερικό πρωτεϊνικό τους κέλυφος, αλλά όχι τα βασικά γονίδια που απαιτούνται για την αναπαραγωγή στα βακτηριακά κύτταρα. Αυτό υποστήριξε περαιτέρω την ιδέα ότι αυτοί οι δύο τύποι βακτηριοφάγων αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.

Αλλά γιατί ο δορυφόρος να πιάσει το λαιμό του βοηθού του;

Αποδεικνύεται ότι ορισμένοι δορυφόροι δεν διαθέτουν ένα γονίδιο που απαιτείται για να ενσωματωθούν στο γονιδίωμα των βακτηριακών κυττάρων-ξενιστών μετά την είσοδό τους σε αυτά. Οι περισσότεροι ιοί δορυφόρου μπορούν να κρυφτούν στο DNA του ξενιστή, οπότε όταν έρθει ο κατάλληλος βοηθός, ο δορυφόρος μπορεί στη συνέχεια να αναπαραχθεί. Αλλά χωρίς αυτό το βασικό γονίδιο, ένας δορυφόρος θα χρειαζόταν τον βοηθό του για να τον μεταφέρει στο DNA του ξενιστή, ώστε να μπορέσει να επιβιώσει.

Για να διασφαλιστεί ότι το ζεύγος δορυφόρου-βοηθού εισέρχεται μαζί στο κύτταρο υποδοχής, ο δορυφόρος συνδέεται με τον βοηθό χρησιμοποιώντας μια μοναδική προσαρμογή στην ουρά του, διαπίστωσαν οι ερευνητές.

«Αυτά τα ευρήματα καταδεικνύουν μια ολοένα αυξανόμενη σειρά δορυφορικών στρατηγικών για γενετική εξάρτηση από τους βοηθούς τους στην εξελικτική κούρσα εξοπλισμών μεταξύ δορυφόρου και βοηθών φάγων», έγραψαν οι συγγραφείς στη μελέτη.

Οι ερευνητές λένε ότι η ανακάλυψη θα μπορούσε να εγείρει ερωτήματα σχετικά με το πώς εξελίχθηκαν αυτοί οι βακτηριοφάγοι, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο οι δορυφόροι προσκολλήθηκαν στους βοηθούς τους και πόσο συχνά συμβαίνει αυτό.

«Είναι πιθανό ότι πολλοί από τους βακτηριοφάγους που οι άνθρωποι πίστευαν ότι ήταν μολυσμένοι να ήταν στην πραγματικότητα αυτά τα δορυφορικά βοηθητικά συστήματα», είπε ο deCarvalho στη δήλωση. “Λοιπόν τώρα, με αυτό το έγγραφο, οι άνθρωποι μπορεί να είναι σε θέση να αναγνωρίσουν περισσότερα από αυτά τα συστήματα.”