Kan et viral genom lages av både DNA og RNA?

Virus lagrer vanligvis sin genetiske informasjon kodet i molekyler av enten DNA eller RNA - enten den ene eller den andre, men ikke begge deler. I april 2012 oppdaget imidlertid forskere ved Portland State University et uvanlig virus med et genom laget av både RNA og DNA. Ingen vet om dette er en bisarr, enkelt forekomst, eller om det er andre lignende virus der ute.

Nesten alle levende organismer bærer arvelig informasjon kodet i DNA-molekyler. Virus er et uvanlig unntak. Riktignok anser mange biologer ikke virus som en form for "liv" siden de ikke kan reprodusere alene. Mens mange virus har DNA-genomer, har andre som HIV og influensa genomer laget av RNA i stedet. RNA og DNA er veldig like: begge er laget av kjeder av kjemiske enheter stiftet sammen av en bestemt type kjemisk kobling kalt en fosfodiesterbinding. Det er imidlertid to viktige forskjeller mellom RNA og DNA. RNA inkluderer en kjemisk enhet som ikke finnes i DNA kalt uracil. I tillegg har de kjemiske enhetene i RNA et ekstra oksygenatom festet til sukkerdelen av hver enhet. Denne forskjellen gjør RNA mer ustabil og mer utsatt for å bryte ned.

Forskere har lenge trodd at virusgenomer kan være laget av enten DNA eller RNA, men ikke begge deler. I april 2012 kunngjorde imidlertid forskere ved Portland State University i Oregon oppdagelsen av et virus de kalte RNA-DNA-hybridvirus eller RDHV i vannet i Lake Boiling Springs i Lassen Volcanic National Parkere. Genomet til dette viruset er laget av DNA, men et av genene i dette genomet er ekstremt lik gener som bare finnes i RNA-virus, noe som sterkt antyder at dette viruset på et tidspunkt tidligere hadde et hybridgenom laget av både DNA og RNA. Viruset ble funnet i innsjøvannet ved å renne vann gjennom et filter for å fange opp virus for DNA-sekvensering, slik forskere vet ikke hva den gjør eller hvilken type organisme den smitter, hvor rikelig viruset er, eller om det kan overleve i andre miljøer. På dette tidspunktet er RDHV den eneste kjente forekomsten av et RNA-virus som danner en hybrid med et DNA-virus.

Det er to måter et gen fra et RNA-virus kunne ha blitt en del av genomet til et DNA-virus. Et RNA-virus og et DNA-virus kunne ha infisert samme celle samtidig; hvis et av RNA-genene ble konvertert eller oversatt til DNA, kunne det resulterende DNA ha blitt blandet opp med DNA-virusgenomet, og derved skapt hybrid. Alternativt kunne en streng av DNA og en streng av RNA ha blitt limt sammen i en celle infisert med begge typer virus. Basert på det vi vet akkurat nå, kan ikke forskere fortelle sikkert hvilke av disse to scenariene som ga opphav til hybrid i Boiling Lake. De vet heller ikke om denne typen hybrid vil ha noen fordel i forhold til konkurransen.

Det er et gigantisk antall virus i verdenshavene, hvorav de fleste infiserer bakterier. Den gjennomsnittlige milliliter sjøvann inneholder anslagsvis flere millioner virus. De aller fleste havvirus har ikke blitt navngitt, isolert eller identifisert, selv om forskere har samlet DNA-sekvensdata for tusenvis av foreløpig uidentifiserte havvirus gjennom et prosjekt kalt Global Ocean Undersøkelse. Portland State forskere prøvde å søke Global Ocean Survey-data etter sekvenser som ligner på RDHV for å avgjøre om det kan være andre RNA-DNA-hybridvirus der ute, og de fant flere samsvarende sekvenser, alle fra hittil uidentifiserte virus. Denne pirrende ledetråden antyder at det kan være andre RNA-DNA-hybridvirus et sted i verdenshavene. Selv om forskere som studerer virus ikke leter spesielt etter RNA-DNA-hybrider, prøver de å lære mer om forvirrende utvalg av virus som finnes i naturen, og når denne forskningen utvikler seg, er det mulig at de kan finne andre lignende hybrider andre steder.