اكتشاف 30000 فيروس جديد مختبئ بالحمض النووي للميكروبات

توصل فريق من الباحثين إلى اكتشاف مذهل يكشف «إخفاء» آلاف الفيروسات غير المعروفة سابقًا داخل الحمض النووي للميكروبات. فقد وجد باحثون حمضا نوويا لأكثر من 30 ألف فيروس مدمج بجينومات مختلفة من الميكروبات وحيدة الخلية، حسبما أفادوا في دراسة جديدة. وقالوا ان «الحمض النووي الفيروسي قد يمكّن الخلية المضيفة من تكرار فيروسات وظيفية كاملة».
وفي توضيح أكثر لهذا الأمر، قال المؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور كريستوفر بيلاس عالم البيئة الذي يدرس الفيروسات بجامعة إنسبروك بالنمسا «لقد فوجئنا كثيرًا بعدد الفيروسات التي وجدناها من خلال هذا التحليل. ففي بعض الحالات تبين أن ما يصل إلى 10 في المائة من الحمض النووي للميكروب يتكون من فيروسات مخفية». وذلك وفق ما ذكر موقع «ساينس إليرت» العلمي المتخصص، نقلا عن مجلة «Proceedings of the National Academy of Sciences».
ويتابع الباحثون «لا يبدو أن هذه الفيروسات تصيب مضيفيها؛ إذ قد تكون مفيدة. حيث تشبه بعض الفيروسات الجديدة العاثيات الفيروسية؛ وهي نوع من الفيروسات التي تصيب فيروسات ممرضة أخرى تحاول إصابة خليتها المضيفة».
ووفق بيلاس «لم يتضح بعد سبب وجود الكثير من الفيروسات بجينومات الميكروبات. حيث أن أقوى فرضية لدينا هي أنها تحمي الخلية من الإصابة بفيروسات خطيرة».
العيش على الأرض يعني مواجهة الفيروسات؛ الكيانات البيولوجية الأكثر وفرة على الكوكب والتي تصيب بشكل جماعي كل نوع من أشكال الحياة. إنها متنوعة للغاية وتستخدم العديد من التكتيكات المختلفة لاستغلال مضيفيها الخلويين.
وبغض النظر عن المناقشات الدلالية حول ما إذا كانت الفيروسات على قيد الحياة، إلّا انها بالتأكيد تدخل نفسها في حياة الكائنات الحية الأخرى. حتى أن البعض يتكاثر بإضافة حمضه النووي إلى خلية مضيفة ويصبح جزءًا من جينومها. وعندما يحدث ذلك في خلية جرثومية، يمكن أن يؤدي إلى عناصر فيروسية داخلية (EVEs) ، أو DNA فيروسي ينتقل من جيل إلى آخر في نوع مضيف.
وفي هذا الاطار، وجد العلماء عدوى فيروس العقاقير بمجموعة واسعة من الكائنات الحية؛ بما في ذلك الحيوانات والنباتات والفطريات. حيث تحمل الثدييات مجموعة متنوعة من الشظايا الفيروسية بحمضها النووي؛ على سبيل المثال، حوالى 8 في المائة من الجينوم البشري يتكون من عدوى فيروسية قديمة.
ويشدد مؤلفو الدراسة «أن معظم هذه لم تعد تعمل وتعتبر أحافير جينية. فيما تشير الأبحاث إلى أن العناصر الفيروسية الذاتية يمكن أن تكون متكيفة في البشر والكائنات الحية الأخرى على الرغم من أنها قد تساعد في درء الفيروسات الحديثة». مشيرين الى «أن هذا صحيح بالنسبة للعديد من حقيقيات النوى وحيدة الخلية؛ إذ ان هذه الميكروبات عادةً ما تُصاب بالفيروسات العملاقة وتقتلها. فإذا كانت العاثيات تعيش بالفعل بخلية مضيفة فيمكنها إعادة برمجة فيروس عملاق لبناء العاثيات بدلاً من تكرار نفسها، ما قد ينقذ المضيف».
ووفقًا للدراسة الجديدة، فإن الحمض النووي للفيروسات المكتشفة حديثًا يشبه الحمض النووي للعاثيات، ما يشير إلى أن الميكروبات قد تتمتع ببعض الحماية من الفيروسات العملاقة بفضل الفيروسات «المدمجة» الموجودة في جينوماتها.
لذلك كتب الباحثون أن دراسة EVEs حتى الآن ركزت بشكل أساسي على الحيوانات والنباتات، مع القليل من الاهتمام بالطلائعيات (كائنات حقيقية النواة ليست حيوانات أو نباتات أو فطريات) على الرغم من أنها تمثل غالبية التنوع البيولوجي حقيقي النواة على الأرض.
لم يكن اكتشاف آلاف الفيروسات الجديدة المخبأة في الحمض النووي للميكروبات هو الهدف الأصلي لبيلاس وزملائه؛ الذين خططوا لدراسة مجموعة جديدة من الفيروسات التي عثروا عليها بمياه جوسينكولسي (بحيرة جبلية بولاية تيرول النمساوية).
وفي هذا يقول بيلاس «في البداية أردنا العثور على أصل الفيروسات الشبيهة ببولينتون. ومع ذلك، لم نكن نعرف الكائنات الحية التي عادةً ما تصاب بهذه الفيروسات. ولهذا السبب أجرينا دراسة واسعة النطاق لاختبار جميع الميكروبات التي يُعرف تسلسل الحمض النووي الخاص بها. وللقيام بذلك، طلبنا المساعدة من Leo (مجموعة حاسوبية عالية الأداء في جامعة إنسبروك يمكنها تحليل كميات هائلة من البيانات بكفاءة)».
ولاحظ الباحثون الجينات المأخوذة من العاثيات الفيروسية والفيروسات الأخرى في العديد من جينومات الميكروبات وقرروا إجراء مزيد من التحقيقات باستخدام «ليو» لتحليل جميع مجموعات مسودة الجينوم المتاحة للجمهور من الطلائعيات بشكل منهجي. فوجدوا أن العناصر الفيروسية الذاتية مخبأة في مناطق متكررة يصعب تجميعها من جينومات أحادية الخلية حقيقية النواة. منوهين بأن الآلاف من الفيروسات المتكاملة في بعض الأنواع تشير إلى أن الفيروسات تشكل مجموعة كبيرة لم يتم التعرف عليها من قبل من الجينومات الأولية.
كما وجدت الدراسة أيضًا دليلًا على أن العديد من العناصر الفيروسية الذاتية ليست مجرد أحافير جينية، بل فيروسات وظيفية. وهذا الأمر جعلهم يخلصون الى القول «ان المصفوفات المتنوعة من هذه العناصر قد تكون جزءًا من نظام مضيف مضاد للفيروسات».