ویروس غول‌پیکر: راز ساخت پروتئین حیات سلولی فاش شد!

کشف ویروسی جدید در دانشگاه هاوایی

محققان دانشگاه هاوایی در مانوآ به تازگی کشف کردند که ویروسی به نام FloV-SA2 یکی از پروتئین‌های ضروری برای ساخت ریبوزوم‌ها را کدگذاری می‌کند. ریبوزوم‌ها موتورهای مرکزی در تمام سلول‌ها هستند که اطلاعات ژنتیکی را به پروتئین‌ها ترجمه می‌کنند؛ پروتئین‌هایی که بلوک‌های سازنده زندگی هستند. این، اولین ویروس یوکاریوتی است که چنین پروتئینی را کدگذاری می‌کند.

ویروس‌ها بسته‌های مواد ژنتیکی هستند که با یک پوشش پروتئینی احاطه شده‌اند. آن‌ها با ورود به یک سلول و تصرف ماشین‌آلات تکثیر آن، شروع به تکثیر می‌کنند. ویروس‌های ساده تقریباً به طور کامل به مواد و ماشین‌آلات ارائه‌شده توسط سلول میزبان وابسته‌اند، اما ویروس‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر برای کمک به تکثیر خود، پروتئین‌های متعددی را کدگذاری می‌کنند.

جولی تومی، نویسنده اصلی این مطالعه و محقق پسادکتری در مرکز دانیل کی. اینوی برای اقیانوس‌شناسی میکروبی: تحقیق و آموزش (C-MORE) و دپارتمان اقیانوس‌شناسی در دانشکده علوم اقیانوس و زمین دانشگاه هاوایی مانوآ، گفت: “ما از کشف اینکه این ویروس یک پروتئین ریبوزومی به نام eL40 را کدگذاری می‌کند، هیجان‌زده بودیم.” او همچنین افزود: “این منطقی است که یک ویروس بتواند از تغییر این قطعه حیاتی ماشین‌آلات سلولی بهره‌برداری کند، اما هیچ مدرکی برای آن در هیچ ویروس یوکاریوتی وجود نداشت.”

این ویروس به عنوان بخشی از تلاش‌های بزرگ‌تر اعضای آزمایشگاه‌های اکولوژی ویروسی دریایی (MarVEL) در SOEST برای جداسازی و شناسایی ویروس‌های جدیدی که در اقیانوس زندگی می‌کنند، کشف شد. یک دانشجوی سابق مقطع کارشناسی ارشد اقیانوس‌شناسی به نام کریستوفر شوارز، آب را از ایستگاه ALOHA واقع در 60 مایلی شمال اوآهو هاوایی نمونه‌برداری کرد و در ادامه ده‌ها ویروس را جداسازی نمود.

کشف ویروس FloV-SA2 و تأثیر آن بر فیتوپلانکتون‌ها

یکی از ویروس‌هایی که در این تحقیق شناسایی شد، FloV-SA2 است که به نوعی فیتوپلانکتون به نام Florenciella حمله می‌کند. گریگ استوارد، عضو هیئت علمی اقیانوس‌شناسی که بر این پروژه نظارت دارد، گفت: “کریس در جداسازی ویروس‌ها بسیار موفق بود و نتوانست همه آن‌ها را قبل از ترک آزمایشگاه تحلیل کند.” او افزود: “تحلیل دقیق این ویروس باید تا زمانی که دکتر تامی به آزمایشگاه ملحق شد، منتظر می‌ماند، اما ارزش انتظار را داشت!”

تولید انتخابی پروتئین‌های ویروسی

کشفیات قبلی نشان داده‌اند که مانند FloV-SA2، سایر ویروس‌های به اصطلاح ‘غول‌پیکر’ نیز پروتئین‌هایی را کد می‌کنند که در فرآیندهای متابولیکی مختلفی دخیل هستند. برخی از این پروتئین‌ها، مانند پروتئین‌های مرتبط با تخمیر یا حس کردن نور، به نظر می‌رسد عملکردهای غیرمنتظره‌ای دارند که در یک ویروس وجود دارند. این ژن‌ها باید به ویروس در تکثیر کمک کنند، اما مانند پروتئین ریبوزومی، همیشه مشخص نیست که چگونه این کار را انجام می‌دهند. محققان اکنون بر روی جزئیات نحوه و زمان استفاده از این پروتئین توسط ویروس تمرکز کرده‌اند.

تامی در این باره گفت: “فرضیه کاری ما این است که با وارد کردن یکی از پروتئین‌های خود به ریبوزوم، ویروس این قطعه کلیدی ماشین‌آلات سلولی را تغییر می‌دهد تا تولید پروتئین‌های ویروسی را به جای پروتئین‌های معمولی سلول، ترجیح دهد.”

نقش ویروس‌ها در اکوسیستم‌های اقیانوسی

استوارد همچنین گفت: “ویروس‌ها جزئی جدایی‌ناپذیر از عملکرد اکوسیستم‌های اقیانوسی هستند و بر روی تولید زیستی تأثیر می‌گذارند، تعاملات اجتماعی را تغییر می‌دهند و تغییرات تکاملی را به وجود می‌آورند.” او ادامه داد: “این کشف جزئیات جدیدی را درباره روش‌های پیچیده تعامل ویروس‌ها با فیتوپلانکتون‌ها که پایه‌گذار اکوسیستم‌های اقیانوسی هستند، فاش می‌کند و همچنین راه‌های جدیدی را برای درک اصول زیست‌شناسی ویروسی به ما می‌گشاید.”

محققان انتظار دارند که FloV-SA2 به عنوان یک سیستم مدل ارزشمند برای بررسی مکانیسم‌های جدیدی که ویروس‌ها برای دستکاری متابولیسم سلولی و هدایت منابع و انرژی میزبان استفاده می‌کنند، عمل کند.