Un genoma virale può essere composto sia da DNA che da RNA?

I virus in genere memorizzano le loro informazioni genetiche codificate in molecole di DNA o RNA, l'una o l'altra ma non entrambe. Nell'aprile del 2012, tuttavia, gli scienziati della Portland State University hanno scoperto un virus insolito con un genoma composto sia da RNA che da DNA. Nessuno sa se si tratta di un evento bizzarro, singolo o se ci sono altri virus simili là fuori.

Praticamente tutti gli organismi viventi portano informazioni ereditarie codificate in molecole di DNA. I virus sono un'eccezione insolita. Certo, molti biologi non considerano i virus una forma di "vita" poiché non possono riprodursi da soli. Mentre molti virus hanno genomi di DNA, altri come l'HIV e l'influenza hanno invece genomi costituiti da RNA. RNA e DNA sono molto simili: entrambi sono costituiti da catene di unità chimiche unite insieme da un tipo specifico di legame chimico chiamato legame fosfodiestere. Tuttavia, ci sono due importanti differenze tra RNA e DNA. L'RNA include un'unità chimica non presente nel DNA chiamata uracile. Inoltre, le unità chimiche nell'RNA hanno un atomo di ossigeno aggiuntivo attaccato alla parte zuccherina di ciascuna unità. Questa differenza rende l'RNA più instabile e più incline alla rottura.

Gli scienziati hanno a lungo pensato che i genomi virali potessero essere costituiti da DNA o RNA, ma non da entrambi. Nell'aprile del 2012, tuttavia, gli scienziati della Portland State University in Oregon hanno annunciato la scoperta di un virus hanno chiamato virus ibrido RNA-DNA o RDHV nelle acque del lago Boiling Springs nel Lassen Volcanic National Parco. Il genoma di questo virus è costituito da DNA, ma uno dei geni in questo genoma è estremamente simile ai geni che si trovano solo in virus a RNA, il che suggerisce fortemente che, ad un certo punto nel passato, questo virus avesse un genoma ibrido composto sia da DNA che da RNA. Il virus è stato trovato nell'acqua del lago facendo scorrere l'acqua attraverso un filtro per catturare i virus per il sequenziamento del DNA, quindi gli scienziati non so cosa fa o che tipo di organismo infetta, quanto è abbondante il virus o se può sopravvivere in altri ambienti. In questo momento, RDHV è l'unico caso noto di un virus a RNA che forma un ibrido con un virus a DNA.

Ci sono due modi in cui un gene di un virus a RNA potrebbe essere entrato a far parte del genoma di un virus a DNA. Un virus a RNA e un virus a DNA potrebbero aver infettato la stessa cellula contemporaneamente; se uno dei geni dell'RNA è stato convertito o tradotto in DNA, il DNA risultante potrebbe essere stato confuso con il genoma virale del DNA, creando così l'ibrido. In alternativa, un filamento di DNA e un filamento di RNA potrebbero essere stati incollati insieme in una cellula infettata da entrambi i tipi di virus. Sulla base di ciò che sappiamo in questo momento, gli scienziati non possono dire con certezza quale di questi due scenari abbia dato origine all'ibrido in Boiling Lake. Né sanno se questo tipo di ibrido avrebbe qualche vantaggio rispetto alla concorrenza.

C'è un numero gigantesco di virus negli oceani del mondo, la maggior parte dei quali infetta i batteri. Si stima che il millilitro medio di acqua di mare contenga diversi milioni di virus. La stragrande maggioranza dei virus oceanici non è stata nominata, isolata o identificata, sebbene gli scienziati abbiano raccolto Dati sulla sequenza del DNA per migliaia di virus oceanici non ancora identificati attraverso un progetto chiamato Global Ocean Sondaggio. Gli scienziati dello stato di Portland hanno provato a cercare nei dati del Global Ocean Survey sequenze simili a quelle di RDHV per determinare se potrebbero esserci altri virus ibridi RNA-DNA là fuori e hanno trovato diverse sequenze corrispondenti, tutte da non ancora identificate virus. Questo indizio allettante suggerisce che potrebbero esserci altri virus ibridi RNA-DNA da qualche parte negli oceani del mondo. Sebbene gli scienziati che studiano i virus non stiano cercando specificamente ibridi RNA-DNA, stanno cercando di saperne di più sul sconcertante varietà di virus presenti in natura, e con il progredire di questa ricerca è possibile che possano trovare altri ibridi simili altrove.