Pithovírus – óriásvírus: amőbákat fertőző, 30 000 éves permafrosztból
Pithovírus: 30 000 éves permafrosztból előkerült óriásvírus, amely amőbákat fertőz — felfedezés, szerkezet és evolúciós jelentőség.
A pithovírus egy óriásvírus nemzetség, amely amőbákat fertőz. Kétszálú DNS-vírus, és a nagy DNS-vírusok kládjába tartozik. Először 2014-ben írták le, miután egy életképes példányt találtak egy 30 000 éves jégmagban, amelyet az oroszországi Szibériában található permafrosztból gyűjtöttek.
Méretében 50%-kal nagyobb, mint a korábbi legnagyobb ismert vírusok, de a Pandoravírus rendelkezik a legnagyobb vírusgenommal, amely 1,9-2,5 megabázisa DNS-t tartalmaz. A pithovírus vastag, ovális falú, egyik végén nyílással. Belsőleg a szerkezete egy méhsejtre hasonlít.
Felfedezés és kor
A pithovírus felfedezését 2014-ben publikálták: a mintát a Szibéria permafroszt rétegeiből nyerték, és a laboratóriumi vizsgálatok során kiderült, hogy a vírus életképes maradt az évezredek alatt. Ez a megfigyelés különösen figyelemre méltó, mert rámutat arra, hogy a permafrosztban hosszú ideig inaktív, de potenciálisan újraaktiválható mikroorganizmusok maradhatnak fenn.
Szerkezet és genom
A pithovírus részecskéi rendkívül nagyok a vírusok között: vastag, ovális burok és egy jellegzetes, egyik végen található nyílás jellemzi őket. Belső szerkezetükre a sejtszerű, „méhsejtszerű” mintázat jellemző. Genomja jelentős méretű, ám összehasonlítva a pandoravírusokkal nem a legnagyobb ismert vírusgenom; mint más óriásvírusoknál, sok génje ismeretlen funkciójú, és számos olyan ORF-et tartalmaz, amelyeknek nincs ismert rokonuk (ún. ORFanok).
Élettani jellemzők és fertőzés
A pithovírusok gazdái elsősorban amőbák, amelyekben a vírusok tipikusan fagocitózis útján jutnak be a sejtekbe. A fertőzés során a vírus a sejt citoplazmájában speciális „vírusgyárakat” hozhat létre, ahol a replikáció és az új részecskék összeépítése zajlik. A fertőzés végén a gazdasejt gyakran felhasad (lizálódik), és több új, fertőző víruspartikula szabadul fel.
Humán egészség és biztonság
Jelenleg nincs bizonyíték arra, hogy a pithovírusok embereket fertőznének vagy betegséget okoznának. A felfedezésük azonban fontos figyelmeztetés: a felmelegedés és a permafroszt olvadása révén ősi, korábban izolált mikroorganizmusok juthatnak újra a környezetbe. Emiatt a tudósok és a közegészségügyi szakemberek is kiemelten foglalkoznak a permafrosztból származó organizmusok vizsgálatával és a hozzájuk kapcsolódó kockázatok értékelésével.
Kutatási jelentőség
A pithovírus és más óriásvírusok tanulmányozása többletinformációt ad a vírusok evolúciójáról, a vírus–gazda kölcsönhatásokról és a vírusgenomok sokféleségéről. Az ilyen kutatások segítenek megérteni, hogyan alakultak ki a nagy és komplex vírusgenomok, és milyen szerepet játszhattak a különféle mikrobiális ökoszisztémákban.
Megjegyzés: Az ősi vírusok feltárása és tanulmányozása szigorú laboratóriumi biztonsági előírások mellett történik, hogy minimalizálják a nem kívánt környezeti vagy egészségügyi kockázatokat.
Genomja
A Pithovírus genomja 467 különböző gént tartalmaz, többet, mint egy tipikus vírusé, de jóval kevesebbet, mint a Pandoravírusé. Genomja sokkal kevésbé sűrű, mint bármely más ismert vírusé. Fehérjéinek kétharmada nem hasonlít más vírusokéhoz. A Pandoravírussal való fizikai hasonlósága ellenére a Pithovírus genomszekvenciája azt mutatja, hogy alig van rokonságban ezzel a vírussal. Sokkal inkább hasonlít néhány más víruscsalád tagjaira. Ezek a családok mind nagy, ikozaéderes, DNS-genommal rendelkező vírusokat tartalmaznak. A Pithovírus genomjának GC-tartalma 36%, hasonlóan a Megaviridae-hoz, szemben a pandoravírusok 61%-nál nagyobb GC-tartalmával.
Replikáció
A pithovírus genomja egy körkörös, kettős szálú DNS (dsDNS) kromoszóma, amely körülbelül 610 000 bázispárból (bp) áll. DNS-éből 467 különböző fehérje képződik. A genom kódolja az mRNS előállításához szükséges összes fehérjét; ezek a fehérjék jelen vannak a tisztított virionokban.
A pithovírus a teljes replikációs ciklusát a gazdaszervezet citoplazmájában végzi, nem pedig a gazdaszervezet sejtmagjának átvételével.
Discovery
A Pithovirus sibericumot a szibériai permafroszt 30 000 éves mintájában fedezték fel. A vírust 30 méter mélyen a felszín alá temetve fedezték fel egy késő pleisztocén kori üledékben. Akkor találták meg, amikor a 2000-ben gyűjtött folyóparti mintákat amőbáknak tették ki. Az amőbák haldokolni kezdtek, és kiderült, hogy óriásvírust tartalmaznak. A szerzők elmondták, hogy az az ötletük támadt, hogy új vírusok után kutassanak a permafroszt mintákban, miután olvastak egy kísérletről, amely két évvel korábban egy hasonlóan idős magot élesztett újra.
Bár a vírus ártalmatlan az emberre, életképessége az évezredekig tartó fagyasztás után aggodalomra adott okot, hogy a globális éghajlatváltozás és a tundrai fúrások potenciálisan veszélyes vírusok felszínre kerüléséhez vezethetnek. Más tudósok tagadják, hogy ez valós veszélyt jelentene.
Keres