ویروس غول‌پیکر: کشف راز ماشین تولید پروتئین زندگی

کشف ویروسی جدید در دانشگاه هاوایی

محققان دانشگاه هاوایی در مانوآ به تازگی کشف کردند که ویروسی به نام FloV-SA2 یکی از پروتئین‌های لازم برای ساخت ریبوزوم‌ها را کد می‌کند. ریبوزوم‌ها موتورهای مرکزی در تمام سلول‌ها هستند که اطلاعات ژنتیکی را به پروتئین‌ها، بلوک‌های سازنده زندگی، تبدیل می‌کنند. این اولین ویروس یوکاریوتی (ویروسی که یوکاریوت‌ها مانند گیاهان، حیوانات و قارچ‌ها را آلوده می‌کند) است که چنین پروتئینی را کد می‌کند.

ویروها بسته‌های مواد ژنتیکی هستند که با پوشش پروتئینی احاطه شده‌اند. آن‌ها با ورود به یک سلول و تسلط بر ماشین‌آلات تکثیر سلول، خود را تکثیر می‌کنند. ویروس‌های ساده تقریباً به طور کامل به مواد و ماشین‌آلات ارائه شده توسط سلول میزبان وابسته هستند، اما ویروس‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر برای کمک به تکثیر خود، پروتئین‌های متعددی را کد می‌کنند.

جولی تومی، نویسنده اصلی این مطالعه و پژوهشگر پسادکتری در مرکز دانیل کی. اینوی برای اقیانوس‌شناسی میکروبی: پژوهش 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 کد می‌کند، هیجان‌زده بودیم.” او افزود: “این منطقی است که یک ویروس بتواند از تغییر این قطعه حیاتی ماشین‌آلات سلولی بهره‌مند شود، اما هیچ مدرکی برای آن در هیچ ویروس یوکاریوتی وجود نداشت.”

این ویروس در راستای 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 شوارتس، نمونه‌ای از آب را از ایستگاه ALOHA که ۶۰ مایل شمال اوآهو، هاوایی واقع شده، برداشت و سپس ده‌ها ویروس را جداسازی کرد.

ویروس FloV-SA2 و تأثیر آن بر فیتوپلانکتون‌ها

ویروس FloV-SA2 به نوعی فیتوپلانکتون به نام Florenciella حمله می‌کند. گریگ استوارت، عضو هیئت علمی اقیانوس‌شناسی که بر این پروژه نظارت دارد، گفت: “کریس در جداسازی ویروس‌ها بسیار کارآمد بود و نتوانست همه آن‌ها را قبل از ترک پروژه تحلیل کند.” او همچنین افزود: “تحلیل دقیق این ویروس باید تا زمانی که دکتر تومی به آزمایشگاه پیوست، 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 متنوعی دخالت دارند. برخی از این پروتئین‌ها، مانند پروتئین‌های مرتبط با تخمیر یا حس کردن نور، عملکردهای غیرمنتظره‌ای دارند که در یک ویروس یافت می‌شوند. این ژن‌ها باید به ویروس در تکثیر کمک کنند، اما مانند پروتئین ریبوزومی، همیشه مشخص نیست که چگونه این کار را انجام می‌دهند. پژوهشگران اکنون بر روی جزئیات اینکه چگونه و چه زمانی این پروتئین‌ها توسط ویروس استفاده می‌شوند، متمرکز شده‌اند.

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

نقش ویروس‌ها در اکوسیستم‌های اقیانوسی

استوارت اظهار داشت: “ویروس‌ها جزء جدایی‌ناپذیر عملکرد اکوسیستم‌های اقیانوسی هستند و بر تولید زیستی تأثیر می‌گذارند، تعاملات اجتماعی را تغییر می‌دهند و تغییرات تکاملی را به وجود می‌آورند.” او افزود: “این کشف جزئیات جدیدی را درباره روش‌های پیچیده تعامل ویروس‌ها با فیتوپلانکتون‌ها که پایه‌گذار اکوسیستم‌های اقیانوسی هستند، فاش می‌کند و همچنین راه‌های جدیدی را در درک اصول زیست‌شناسی ویروسی به ما می‌گشاید.”

دانشمندان انتظار دارند که FloV-SA2 به عنوان یک سیستم مدل ارزشمند برای بررسی مکانیزم‌های جدیدی باشد که ویروس‌ها از طریق آن‌ها متابولیسم سلول را دستکاری کرده و منابع و انرژی میزبان را دوباره‌هدایت می‌کنند.