Pithoviirus: hiidviirus amööbidele, leitud 30 000-aastases Siberi igikeltsast

Pithoviirus — hiidviirus amööbidele, taaselustunud 30 000-aastasest Siberi igikeltsast. Uuri avastuse päritolu, hiiglaslikku struktuuri ja teaduslikke tagajärgi.

Pithoviirus on hiidviiruse perekond, mis nakatab amööbe. Tegemist on kahesuunalise DNA-viirusega, mis kuulub suurte DNA-viiruste klade'i. Seda kirjeldati esmakordselt 2014. aastal pärast seda, kui elujõuline isend leiti 30 000 aasta vanusest jääsüdamest, mis oli kogutud Siberis, Venemaal, igikeltsast. Avastuse avaldasid rahvusvahelised teadlased ning see leid tekitas laialdast huvi viiruse ökoloogia, evolutsiooni ja pikaealisuse suhtes.

See on füüsiliselt väga suur viirus: viiruse isendite kuju on paks ja ovaalne ning mõned osavad elektronmikroskoobi pildid näitavad, et pikkus võib ulatuda mikromeetrite tasemele, mis teeb neist mõne suurima teadaoleva viiruse isendi mõõtmete poolest. See on umbes 50% suurem kui varasemad suurimad teadaolevad viirused, kuid Pandoravirus on siiski genoomi suuruse poolest suurem — pandoraviiruste genoomid sisaldavad ligikaudu 1,9–2,5 megabaasi DNA-d. Pithoviirusel on paks, ovaalne sein, mille ühes otsas on avaus. Sisemiselt meenutab see struktuur meekärgedega, kus on korrastunud sisemised struktuurid ja ruumid, mis eristavad seda paljudest teistest viirustest.

Genoomi suurus on Pithoviirusel suhteliselt väike võrreldes mõne teise hiidviirusega — selle genoom sisaldab ligikaudu 600–650 tuhat baaspaaripooli (kb) — kuid genoomi koostis on huvitav: suur osa geenidest ei sarnane teadaolevate geenidega (nn ORFan-id), mis näitab, et viiruse geenivaramus on palju seni tundmatut bioloogiat. Genoom sisaldab nii viiruse paljunemisega seotud geneetilisi elemente kui ka mitmeid aineid kodeerivaid geene, mille funktsioon on alles uurimisel.

Pithoviirus nakatab peamiselt vaba eluga amööbe (näiteks Acanthamoeba-liike) ja paljuneb peremeesraku tsütoplasmas, kus viiruse paljunemine toimub spetsiifilistes viirustöökodades (viral factories). Nendes piirkondades koostatakse uued viirusosakesed ning toimub genoomi replikatsioon ja korraldus. Kuna paljud geenid on unikaalsed, jääb palju üksikasju viiruse elutsükli ja geneetiliste mehhanismide kohta veel avastamata.

Pithoviiruse leid 30 000 aasta vanusest igikeltsast tõstatas küsimusi permafrosti sulamise ja iidsete mikroobide taasaktiveerumise võimaliku mõju kohta. Oluline on rõhutada, et seni ei ole teadaolevaid andmeid, et Pithoviirus või tema sugulased oleksid inimeste või loomade patogeenid — neid on leitud ja katsetatud amööbiperemeestel. Siiski rõhutavad teadlased, et permafrosti sulamine võib vabastada erinevaid iidseid mikroorganisme, mistõttu on vajalik hoolikas keskkonna- ja bioohutuslik järelevalve.

Uurimistöö Pithoviiruse ümber jätkub: teadlased analüüsivad viiruse genoomi, struktuuri ja evolutsioonilisi suhteid teiste hiidviirustega, otsides vihjeid viiruste tekkimise ja mitmekesistumise kohta. Kuna viirusel on unikaalsed geenid ja ebatavaline morfoloogia, aitab see avastada uusi aspekte viiruste bioloogiast ja võib aidata selgitada, kuidas hiidviirused on mõjutanud mikroobide ökosüsteeme läbi aja.

Kiired faktid:

• Hostid: peamiselt amööbid (näiteks Acanthamoeba).
• Genoom: ligikaudu 600–650 kb kaksik-ahelaline DNA, suur osa geenidest on unikaalsed.
• Morfoloogia: paks, ovaalne viirus, ühes otsas avaus ja sisemised struktuurid, mis meenutavad meekärgesid.
• Avastus: elujõuline viirus leiti 30 000 aasta vanusest Siberi igikeltsast (kirjeldatud 2014).
• Tähtsus: näide sellest, et viirused võivad permafrostis püsida pikka aega; oluline uurimisobjekt viiruse evolutsiooni ja ökoloogia mõistmiseks.

Kuigi leiud on teaduslikult põnevad, rõhutavad eksperdid alati, et selliste proovide töötlemisel ja uurimisel tuleb järgida rangeid bioohutusstandardeid, et vältida juhuslikku levikut peremeestest sõltumatutesse keskkondadesse.

Otsing