Vai vīrusa genomu var izgatavot gan no DNS, gan no RNS?

Vīrusi parasti saglabā savu ģenētisko informāciju, kas kodēta vai nu DNS, vai RNS molekulās - vai nu vienā, vai otrā, bet ne abās. 2012. gada aprīlī Portlendas štata universitātes zinātnieki tomēr atklāja neparastu vīrusu ar genomu, kas izgatavots gan no RNS, gan DNS. Neviens nezina, vai tas ir dīvains, viens gadījums, vai arī tur ir citi līdzīgi vīrusi.

Praktiski visi dzīvie organismi pārnēsā iedzimtu informāciju, kas kodēta DNS molekulās. Vīrusi ir neparasts izņēmums. Jāatzīst, ka daudzi biologi neuzskata vīrusus par "dzīves" formu, jo tie paši nespēj vairoties. Lai gan daudziem vīrusiem ir DNS genomi, citiem, piemēram, HIV un gripai, tā vietā ir genomi, kas izgatavoti no RNS. RNS un DNS ir ļoti līdzīgas: abas ir izgatavotas no ķīmisko vienību ķēdēm, kas sasaistītas kopā ar noteikta veida ķīmisko saiti, ko sauc par fosfodiesteru saiti. Tomēr starp RNS un DNS ir divas būtiskas atšķirības. RNS ietver ķīmisku vienību, kas nav atrodama DNS, ko sauc par uracilu. Turklāt RNS ķīmiskajām vienībām ir vēl viens skābekļa atoms, kas pievienots katras vienības cukura daļai. Šī atšķirība padara RNS nestabilāku un vairāk pakļautu sadalīšanai.

Zinātnieki jau sen domāja, ka vīrusu genomus var veidot vai nu no DNS, vai no RNS, bet ne no abiem. 2012. gada aprīlī Portlendas štata universitātes Oregonā zinātnieki tomēr paziņoja par vīrusa atklāšanu viņi sauca par RNS-DNS hibrīdvīrusu vai RDHV Boiling Springs ezera ūdeņos Lasenas vulkāna nacionālajā zemē Parks. Šī vīrusa genoms ir izgatavots no DNS, bet viens no šī genoma gēniem ir ārkārtīgi līdzīgs gēniem, kas sastopami tikai RNS vīrusi, kas stingri liek domāt, ka kādā brīdī pagātnē šim vīrusam bija hibrīds genoms, kas veidots gan no DNS, gan no RNS. Vīruss tika atrasts ezera ūdenī, tekot ūdeni caur filtru, lai notvertu vīrusus DNS sekvencēšanai, tāpēc zinātnieki nezinu, ko tā dara vai kāda veida organismu inficē, cik vīruss ir bagātīgs vai arī tas var izdzīvot citos videi. Šajā laikā RDHV ir vienīgais zināms gadījums, kad RNS vīruss veido hibrīdu ar DNS vīrusu.

Ir divi veidi, kā RNS vīrusa gēns varētu kļūt par daļu no DNS vīrusa genoma. RNS vīruss un DNS vīruss varēja vienlaikus inficēt vienu un to pašu šūnu; ja kāds no RNS gēniem tiktu pārveidots vai pārveidots par DNS, iegūto DNS varēja sajaukt ar DNS vīrusa genomu, tādējādi izveidojot hibrīdu. Alternatīvi, DNS virkni un RNS virkni varēja salīmēt šūnā, kas inficēta ar abiem vīrusu veidiem. Pamatojoties uz to, ko mēs šobrīd zinām, zinātnieki nevar droši pateikt, kurš no šiem diviem scenārijiem radīja hibrīdu Vārošā ezerā. Viņi arī nezina, vai šāda veida hibrīdiem būtu kādas priekšrocības salīdzinājumā ar konkurenci.

Pasaules okeānos ir milzīgs skaits vīrusu, no kuriem lielākā daļa inficē baktērijas. Tiek lēsts, ka vidējā mililitrā jūras ūdens ir vairāki miljoni vīrusu. Lielākā daļa okeāna vīrusu nav nosaukti, izolēti vai identificēti, lai gan zinātnieki to ir apkopojuši DNS secības dati tūkstošiem vēl nenoskaidrotu okeāna vīrusu, izmantojot projektu, ko sauc par Globālo okeānu Aptauja. Portlendas štata zinātnieki mēģināja meklēt Globālā okeāna apsekojuma datus pēc secībām, kas līdzīgas RDHV sekvencēm, lai noteiktu, vai tur varētu būt citi RNS-DNS hibrīdvīrusi, un viņi atrada vairākas atbilstošas ​​sekvences, visas no pagaidām neidentificētām vīrusi. Šis aizraujošais pavediens liek domāt, ka kaut kur pasaules okeānos var būt citi RNS-DNS hibrīdvīrusi. Kaut arī zinātnieki, kas pēta vīrusus, nemeklē tieši RNS-DNS hibrīdus, viņi mēģina uzzināt vairāk par satriecoša dabā sastopamo vīrusu dažādība, un, turpinoties šiem pētījumiem, iespējams, ka viņi var atrast citus līdzīgus hibrīdus citur.