Překvapivý objev: Obří viry mají vlastní imunitní systém

Všechen pozemský život je buněčný – organismy tak různorodé jako bakterie, prvoci, stromy a lidé sestávají z jedné či většího množství buněk. Ne tak viry. Ty jsou tvořené pouze genetickou informací ve formě RNA nebo DNA a bílkovinným obalem, který ji chrání a umožňuje proniknout do hostitele.

Vir hostitelskou buňku zmanipuluje, s využitím jejích systémů se namnoží a ve správnou chvíli vyrazí do okolí nakazit další potenciální cíle. 

Mnoho biologů proto argumentovalo, že viry nejsou v pravém slova smyslu živé. Rozhodně se jedná o perfektní parazity, ale bez hostitelské buňky se ani nenamnoží. Navíc jsou daleko jednodušší než všechny nezpochybnitelně živé organismy, nemluvě o tom, že se různé úseky dědičné informace mohou chovat pěkně divoce i bez toho, aby byly viry.

Tyto představy doslova rozmetal nedávný objev obřích cytoplazmatických virů. Už dřív bylo jasné, že některé viry, například původce neštovic, jsou daleko složitější než viry jiné. Jemu příbuzné obří viry ale překonaly i ty nejdivočejší představy – množstvím genetického materiálu se vyrovnají menším bakteriím a kódují celou řadu genů, které se u žádných jiných organismů nevyskytují.

Pravděpodobně jsou si příbuzné a tvoří jednolitou starodávnou skupinu. V hostiteli vytvářejí složité struktury a jejich stavba i činnosti jsou ve srovnání s "obyčejnými" viry ve všech ohledech komplexnější.

Aby toho nebylo málo, v přírodě se vyskytují jednoduché viry specializované k nákaze těchto obřích virů! Ty si to ovšem nenechají jen tak líbit. Jak nedávno objevila skupina francouzských badatelů, obří viry proti těmto vetřelcům zvaným virofágy nasazují vlastní verzi imunitního systému a dále tak stírají hranici mezi buněčnými a nebuněčnými zástupci života na Zemi.

Na počátku tohoto překvapivého objevu stálo pozorování, že některé linie obřích virů ze skupiny Mimiviridae jsou daleko odolnější k nákaze určitými druhy virofágů než kmeny ostatní. Mimiviry kmene A se ukázaly být zcela odolné proti nákaze virofágem známým jako Zamilon.

Důkladný průzkum genomu kmene A odhalil úseky se čtyřmi opakováními krátkého motivu DNA nerozeznatelného od části Zamilonu. Jako by si mimiviry do vlastního genomu zakomponovaly připomínku odvěkého nepřítele.

To už ale výzkumníkům začalo svítat. Podobný systém boje proti virovým nákazám totiž používají i prokaryotické organismy, bakterie a jim nepříbuzné ale obdobně jednoduché mikroby ze skupiny archea.

Ty sice mají k dispozici na boj proti virům poměrně bohatý arzenál – brání jejich přisednutí a proniknutí do buňky, aktivně štípou DNA či RNA virů a zabraňují jejímu kopírování – ale jeden z hlavních obranných mechanismů je rovněž založený na opakování virového motivu. Tento systém umožňuje přímý útok na genetickou informaci pronikajících virů a nazývá se CRISPR-Cas.

V průběhu života buňky se může dokonce učit a není bez zajímavosti, že metody založené na něm lze velmi efektivně využít v genetickém inženýrství.

S cílem potvrdit tuto podezřelou podobnost výzkumníci prozkoumali genové okolí čtyř opakujících se zamilonových motivů. Podařilo se jim objevit hned několik genů vzdáleně příbuzných základním složkám CRISPR-Cas.

Jejich cílené vypnutí odolnost mimivirů kmene A proti Zamilonu výrazně snížilo, takže se s největší pravděpodobností opravdu jedná o důležité součástky systému zajišťujícího odolnost proti tomuto viru. Celý systém, který má pravděpodobně dávného společného předka s CRISPR-Cas, výzkumníci nazvali MIMIVRE. Celá věc ale rozhodně není uzavřená a nelze vyloučit, že systém slouží mimivirům i k řadě dalších účelů. U obřích virů nás zřejmě čeká ještě nejedno překvapení.