Připravte se na přepisování učebnic: Viry jsou živé a pamatují první buňky!
8. 10. 2015 – 18:08 | Příroda | Jan Toman | Diskuze:
Viry jsou pro biology oříškem už od chvíle svého objevu před více než sto lety. Nahnuté to s nimi bylo od začátku. Na rozdíl od bakterií je kvůli jejich malé velikosti nebylo snadné přímo zpozorovat a příznaky virových onemocnění proto mnoho lékařů i přírodovědců po dlouhá léta mělo za pouhou otravu – dokonce i samotný latinský výraz virus znamená jed. Když později vyšlo najevo, že ani nemají buňky, ale tvoří je jen jakési "zdivočelé" úseky genetické informace doplněné bílkovinným obalem, řada biologů nad nimi mávla rukou. Vždyť ani nemohou být živé, zněl ještě donedávna převládající názor – vždyť se samy bez hostitelské buňky ani nenamnoží.
Karta se začala pomalu obracet před pár lety, když se ukázalo, že některé z nich možná nejsou jen "parazitickými odštěpky" moderních buněk.
Viry z příbuzenstva neštovic, mezi které spadá třeba i nedávno objevený obří Pithovirus, jsou daleko složitější a mohou mít daleko dávnější kořeny.
Důkladné studium virové infekce navíc vyjevilo překvapivě složité struktury, které v buňkách množící se viry vytvářejí – jsou to celé "tovární váčky", do kterých přesměrovávají buněčný provoz a které připomínají spíše parazitické bakterie.
Jak ale vůbec studovat příbuzenské vztahy virů? Co do tvaru se od sebe liší jen málo a dokonce i metody založené na porovnání genetické informace u nich nacházejí své limity. Jejich geny zkrátka mutují moc rychle a viry navíc mají ve zvyku si často nějaký vypůjčit od svého hostitele nebo mu ho naopak předat.
Přesto je tu jedna cesta – bílkoviny. Každá z těchto stavebních jednotek má specifický tvar složený z menších modulů. A právě tyto moduly, podobné součástkám stavebnice, se v evoluci mění extrémně pomalu.
Intenzivní výzkum posledních let přinesl obsáhlý seznam modulů vyskytujících se u různých druhů virů, bakterií i složitějších organismů a umožnil jejich důkladné počítačové srovnání.
Výsledky, pokud se potvrdí, budou zřejmě znamenat malé zemětřesení.
Prakticky všechny viry podle nich mají dávný původ a vznikaly v souběhu s buněčným životem před miliardami let. Původně byly daleko složitější a zřejmě se mnoho nelišily od ostatních prabuněk.
V souladu se svým parazitickým stylem života se ale zjednodušovaly, až úplně ztratily buněčný charakter a přešly k dnešní krutě efektivní rozmnožovací strategii.
Viry zřejmě netvoří jednotnou skupinu. Pravděpodobně sestávají z několika nezávislých linií, které se postupně odvětvily od prapředků buněčného života.
Nejstarší dokonce ani nepoužívají DNA! Jako první totiž zřejmě vznikly RNA viry, mezi které spadá třeba dnešní chřipka nebo HIV, což naznačuje fascinující možnosti, že jde možná o jakési živé zkameněliny – památku na doby, než život začal známou dvoušroubovici vůbec používat.
Podle řady vlivných teorií totiž nebyla první genetická informace zapsána v molekule DNA, nýbrž méně stabilní, ale zato víceúčelovější RNA. Nelze dokonce vyloučit ani možnost, že DNA vynalezly jako první právě viry a "nakazily jí" ostatní život.
Viry tak pravděpodobně nejsou "popelářské vozy" náhodně nasbíraných genů nabalených na zdivočelou genetickou informaci, která se osamostatnila s cílem rychlejšího šíření.
Daleko lépe je vystihuje k dokonalosti vyladěná "formule 1", která v cestě za efektivitou vypustila všechny zbytečnosti jako terénní gumy, světla nebo kufr.
Stejně jako v sobě ale formule nezapře automobil, také viry nesou ve svých bílkovinách stopy po tom, že mají s buňkami společný původ a jsou tak živé.
Zdroj: A Nasir & G Caetano-Anollés (2015): A phylogenomic data-driven exploration of viral origins and evolution. Science Advances, 1(8).