Intersteller comets
© Roy Keeris/Flickr

Komentar: Ovo je 12. poglavlje knjige gosp. Lescaudrona "Masovna izumiranja, evolucijski skokovi i povezanost virusa i informacija".

Prethodno poglavlje: Poglavlje 11.: Virusi pridonose masovnim izumiranjima
Prvo poglavlje: Poglavlje 1.: Masovna izumiranja


Virusi su jedni od najstarijih organizama prisutnih na Zemlji, ako ne i najstariji. Njihova prisutnost je konzervativno potvrđena na najmanje 550 MG[1], ali neki istraživači smještaju pojavu virusa mnogo ranije: tijekom[2] arhajskog doba[3] ili čak i prije[4]. Smatra se da su bakteriofagi, različiti virusi koji se hrane bakterijama, stari najmanje 3 milijarde godina[5].

Još dalje u prošlosti, prisutnost virusnog materijala pronađena je u stromatolitima[6], mikroorganizmu koji se smatra jednim od najstarijih oblika života otkrivenim u sedimentnim stijenama starim 3,7 milijardi godinana[7] na Grenlandu:
Ova studija pruža dokaze iz ranih neoproterozojskih stupčastih stromatolita u Jiuliqiao formaciji s jugoistočnog ruba Sjevernokineske platforme za fosilizirane izvanstanične polimerne tvari (EPS) i cijanobakterije, zajedno s nanosferama koje mogu predstavljati permineralizirane viruse ili čestice slične virusima.[8]
rubeola virus
© kellyshenfrogVirus rubeole
Uloga virusa toliko je temeljna da se neki istraživači sada pitaju jesu li "virusi naši najstariji preci". Ovo je temeljna ideja hipoteze "prvo-virusi"[9] prema kojoj virusi omogućuju pojavu staničnog života i potom svih jednostaničnih ili višestaničnih oblika života.

Ideja da su virusi prethodnici svih oblika života postala je popularna s pojavom genomike, ali nije nova. Salvador Edward Luria[10] dobio je Nobelovu nagradu za medicinu 1969. za otkriće genetske strukture virusa i mehanizma njihove replikacije. Godine 1959. Luria je dao sljedeću izjavu:
[...] zar ne osjećamo da [u] virusu, u njihovom stapanju sa staničnim genomom i ponovnom izranjanju iz njih, promatramo jedinice i procese koji su tijekom evolucije stvorili uspješne genetske obrasce koji su osnova svih živih stanica?[11]
Snažan dokaz u korist prvo-virusi teorije je prisutnost ključnih gena u virusima kojih nema u staničnim oblicima života:
Postojanje nekoliko gena koji su središnji za replikaciju i strukturu virusa, dijeli veliki broj virusa, ali nedostaju u staničnom genomu (geni obilježja virusa) sugerira model drevnog virusnog svijeta, protok gena specifičnih za virus koji se kretao neprekinuto od predstaničnog stadija evolucije života do danas.[12]
Činjenica da virusi sadrže specifične gene savršeno je ilustrirana nedavnim otkrićem Yaravirusa, virusa čijih 90% gena nije pronađeno ni u jednom drugom obliku života:
Iznenađujuće, anotacija genoma Yaravirusa pokazala je da se nijedan od njegovih gena ne podudara sa sekvencama poznatih organizama kada smo ih usporedili na razini nukleotida. Kada smo tražili homologiju na razinama aminokiselina, otkrili smo da su samo dva predviđena proteina imala pogotke u bazi podataka Pfam-A i, ukupno, šest ih je imalo udaljena podudaranja u nr bazi podataka. Stoga, uzimajući u obzir iste kriterije koji su korišteni za analizu genoma drugih divovskih virusa, oko 90% (n = 68) predviđenih gena Yaravirusa su "orphan" geni. [...] [13]
Yadavirus
© IHU MarseilleElektronska mikroskopska slika Yadavirusa
Još jedan čimbenik koji podupire teoriju prvo-virusi je analiza bazalnih gena koja otkriva da za određeni gen prisutan u mnoštvu organizama, uključujući viruse; njegova najstarija verzija se većinu vremena nalazi u virusima:
Čak i u većini slučajeva u kojima se može vidjeti sličnost između gena domaćina i virusa, ispravno provedena filogenetska analiza obično će pokazati da je virusna verzija bazalna inačici pronađenoj u domaćinu. Čini se da je virusna verzija starija, često jednostavnija.[14]
Također, postoji sve veći broj dokaza koji pokazuju da su virusi preci triju domena života[15] (arheje, bakterije i eukarije), stanicama[16] pa čak i DNK-u[17].

Gore navedeno snažno sugerira da su virusi doista bili prvi. Ako je to slučaj, kako su oni pridonijeli oblicima života koji su uslijedili? Ilustracija ispod prikazuje strukturu "starog svijeta" (prije nego što su postojale stanice). Prvi korak je označen kao "svijet RNA-proteina" (donji dio ilustracije) i sastoji se od RNA virusa, iz kojih proizlazi treći korak nazvan "DNK svijet" koji uključuje DNK viruse:

Viruses as the precursors of all life-forms
© Sott.net prilagođeno od KooninVirusi kao prethodnici svih oblika života
Iz ove perspektive, virusi se čine još temeljnijim od samog života; jer oni su nositelji informacija[18] (genetski kodovi) iz kojih proizlazi sav biološki život.

Virusi su više od života: oni su sam izvor života; oni su informacijski prethodnici, pokretači oblika života. Da citiram profesora biologije Ali Saïba:
Ako je život stablo, virus je njegov sok[19]
_____________

[1] Hayward, Alexander (2017) "Origin of the retroviruses: when, where, and how?"Current Opinion in Virology
svezak 25, stranice 23-27
[2] Krupovic M. et al. (2018) "Viruses of archaea: Structural, functional, environmental and evolutionary genomics" Virus Res 15;244:181-193
[3] Arhajski eon započeo je prije otprilike 4 milijarde godina, a završio prije otprilike 2,5 milijarde godina
[4] Koonin EV, Senkevich TG, Dolja VV (2006) "The ancient Virus World and evolution of cells" Biol Direct. 1:29
[5] Hatfull GF. (2008) "Bacteriophage genomics" Curr Opin Microbiol 11:447-453
[6] Stromatoliti su slojevite sedimentne tvorevine, koje stvaraju cijanobakterije. Pogledajte:
Winner, Cherie (2013) "What Doomed the Stromatolites?" Woods Hole Oceanographic Institution
[7] Allwood, Abigail C. (2016) "Evidence of life in Earth's oldest rocks" Nature 537 (7621): 500-5021
[8] Zhongwu La et al. (2020) "Evidence for microbes in early Neoproterozoic stromatolites" Sedimentary Geology, svezak 398, 105589
[9] Arshan Nasir et al. (2012) "Viral evolution" Mobile Genetic Elements, 2:5, 247-252
[10] Talijanski mikrobiolog (1912. -1991.)
[11] A. Isaacs, B. W. Lacey (1959) "Virus growth and variation: Ninth Symposium of the Society for General Microbiology" Cambridge University Press
[12] Koonin EV et al. (2006) "The ancient Virus World and evolution of cells" Biol Direct. 1:29
[13] Paulo V. M. Boratto et al. (2020) "Yaravirus: A novel 80-nm virus infecting Acanthamoeba castellanii". PNAS, 117 (28) 16579-16586
[14] Villarreal, L. (2004) "Can Viruses Make Us Human?" PAPS, 148(3), 296-323
[15] Jalasvuori, M. (2008) "Structural co-evolution of viruses and cells in the primordial world". OLEB 38:165-81
[16] Koonin EV, Dolja VV (2013) ''A virocentric perspective on the evolution of life.'' Curr Opin Virol. 3(5):546-57
[17] Forterre P. (2002) "The origin of DNA genomes and DNA replication proteins". Curr Opin Microbiol.;5:525-32
[18] Mainstream znanosti obično smatra genetski niz oblikom informacije, otuda i upotreba riječi "nositelj". Dalje u ovoj knjizi vidjet ćemo da bi "odašiljači" mogao biti ispravniji izraz u svjetlu mogućnosti primanja informacija koje pokazuju virusi.Pogledajte poglavlje "DNK i proteini nas povezuju s informacijskim poljem"
[19] Ali Saïb (2010) ''Les virus, mais ou ennemis'' Conference cycle Universcience