„System immunologiczny” wirusów obroną przed… innymi wirusami

„System immunologiczny” wirusów
obroną przed… innymi wirusami
Zapewne część czytelników prześledzi wzrokiem ten nagłówek
przynajmniej dwukrotnie, zastanawiając się przy tym czy nie zaszła jakaś
pomyłka w konstrukcji zdania. Ale nie – nie zaszła. Czy w takim razie
mamy do czynienia z tytułem-przynętą, który efektownie ubarwia treść
wiadomości? Nie tym razem. Według grupy naukowców związanych z AixMarseille Université wirusy z rodziny Mimiviridae bronią się przed
wirofagami za pomocą narzędzi zbliżonych do systemu CRISPR-Cas, o
proponowanej nazwie MIMIVIRE – o czym informuje nas treść listu do
„Nature”.
Mimiviridae to rodzina dużych nukleoplazmatycznych DNA wirusów, infekujących
ameby. „Dużych” zarówno pod względem genomów (ok. 1,2 miliona par zasad – to
więcej niż długość genomów u 30 różnych organizmów komórkowych. W genomie
pojedynczego przedstawiciela Mimiviridae można znaleźć ponad 900 genów
kodujących białka) jak i średnicy kapsydu (w zależności od źródeł: 400-800 nm, co
pozwala zaobserwować je pod mikroskopem optycznym).
Mimiviridae padają ofiarą wirofagów – satelitarnych wirusów koinfekujących,
niezdolnych do samodzielnej replikacji w organizmie komórkowym bez obecności
innego, specyficznego wirusa (w tym przypadku obecności Acanthamoeba
polyphaga mimivirus (APMV)). Wirofagi przejmują kontrolę nad obcymi
strukturami wiroplazmy i za ich pomocą replikują się, upośledzając przy tym
namnażanie wirusa od którego są zależne.
Zainteresowanie badaczy wzbudziło to, że wirofag Zamilon (arab. „sąsiad”) jest w
stanie skutecznie zainfekować szczepy z linii rozwojowych (skupiających szczepy
najbliżej spokrewnione) B i C u mimiwirusów, jednak linia A jest na niego
odporna.
Sformułowano hipotezę, że przedstawiciele APMV mogą posiadać mechanizm
obronny zbliżony do systemu CRISPR-Cas, szeroko rozpowszechnionego u
bakterii i archaea.
CRISPR-Cas to systemy opierające się na wyspecjalizowanych enzymach Cas i
transkrybowanym RNA, które „skanują” DNA gospodarza w poszukiwaniu obcego,
np. wirusowego DNA, identyfikują je porównując z CRISPR – biblioteką krótkich
sekwencji DNA, pasujących do DNA intruza – po czym rozwijają helisę i tną
„podejrzany” fragment DNA na kawałki.
Wirusy z rodziny Mimiviridae bronią się przed wirofagami za pomocą
narzędzi zbliżonych do systemu CRISPR-Cas
Żródło publicdomainpictures, licencja PD
Zakładając analogię do CRISPR-Cas, w genomach mimiwirusów spodziewano się
znaleźć sekwencje umożliwiające „systemowi” rozpoznanie wirofaga.
„Przeszukano” więc genomy 60 mimiwirusów pod kątem sekwencji specyficznych
dla Zamilon (przy okazji wykonano sekwencjonowanie de novo 45 szczepów).
U linii rozwojowej A (czyli wykazującej odporność), a także u jednego szczepu z
linii C (Megavirus chilensis), znaleziono insercje powtórzonej sekwencji Zamilon,
w obrębie operonu. Autorzy listu (Anthony Levasseur, Meriem Bekliz et al.)
proponują dla tego regionu genomu nazwę MIMIVIRE, od „mimivirus virophage
resistance element”. Według nich, analiza sąsiadujących sekwencji sugeruje, że
locus przypomina właśnie mechanizm obronny pokrewny CRISPR-Cas a białka
MIMIVIRE posiadają funkcje (nukleazy i helikazy) typowe dla uczestnictwa w
degradacji obcych kwasów nukleinowych.
Co najważniejsze: Wykazano, że wyciszenie regionu MIMIVIRE przywraca
podatność mimiwirusa na skuteczną infekcję wirofagiem Zamilon.
Dzięki temu wiemy, że mamy do czynienia ze specyficznym mechanizmem
obronnym. Na razie jednak nie wiadomo na ile w tym przypadku trafna
jest „robocza” analogia do CRISPR-Cas. Ogólne zasady działania
„systemu” o proponowanej nazwie MIMIVIRE i jego możliwe mechanizmy
adaptacji immunologicznej nie są jeszcze znane – pozostaje nam kibicować
autorom listu i czekać na wyniki kolejnych badań.
Michał Skawiński
Piśmiennictwo:
Levasseur A. et al. MIMIVIRE is a defence system in mimivirus that confers
resistance to virophage. Nature, 2016; 531: 249-260.
Data publikacji: 19.03.2016r.