Virus – dødt eller levende?

Lever et virus? De fleste forskere mener at de små parasittene ikke fortjener noen plass på livets tre. Men nå kan undersøkelser av kjempevirus peke mot noe annet.

Published
Livets tre. Her vises slektskapet mellom artene som hadde fått sine genomer sekvenserte i 2006. Midtpunktet i sirkelen representerer den felles forfaren til alle levende skapninger. Fargene i ringen viser de tre hovedgruppene av liv: De rosa artene er eukaryoter (dyr, planter og sopp), lilla representerer bakterier og grønt representerer arkebakterier. Mennesket, Homo sapiens, finner du på andreplass fra høyrekanten på det rosa feltet. (Foto: (Illustrason: Ivica Letunic/Wikimedia Commons))
Livets tre. Her vises slektskapet mellom artene som hadde fått sine genomer sekvenserte i 2006. Midtpunktet i sirkelen representerer den felles forfaren til alle levende skapninger. Fargene i ringen viser de tre hovedgruppene av liv: De rosa artene er eukaryoter (dyr, planter og sopp), lilla representerer bakterier og grønt representerer arkebakterier. Mennesket, Homo sapiens, finner du på andreplass fra høyrekanten på det rosa feltet. (Foto: (Illustrason: Ivica Letunic/Wikimedia Commons))

Virus er underlige organismer. De kan verken ta til seg næring, bevege seg eller formere seg på egen hånd. I stedet kaprer de cellene til andre skapninger og får dem til å jobbe for seg.

De ørsmå parasittiske duppedingsene oppfyller rett og slett ikke kravene for definisjonen av liv. Men stammer de likevel fra skapninger som en gang var levende? Og bør de i så fall få sin egen grein på livets tre?

Etter en ny analyse av virusenes opphav er svaret til Gustavo Caetano-Anolles fra amerikanske University of Illinois og kollegaene hans et ganske klart: Ja!

Virus fortjener ikke bare en plass, men et tjukt rotskudd på forskernes forgreinede kart over alle jordas levende skapninger, mener teamet.

De argumenterer for at virusene bør legges til som en fjerde grunnleggende gruppe i inndelinga av livet, hvor de andre tre er:

  • Bakterier – encellede organismer uten cellekjerne
  • Arkebakterier – ei annen gruppe encellede organismer uten cellekjerne
  • Eukaryoter – komplekse celler med kjerne som inkluderer nesten alt flercellet liv

Kjempevirus

- Det har vært en stor debatt rundt dette i den siste tida, forklarer Jon Bråte fra Microbial Evolution Research Group (MERG) ved Universitetet i Oslo.

For ikke mange årene siden var de fleste forskere enige om at virus ikke hørte hjemme på livets tre.

- De virusene man kjente til hadde bare et, to eller noen veldig få gener. De er ellers tomme, døde pakker med DNA som flyter rundt.

Men så ble kjempevirusene oppdaget. Disse små gigantene inneholder over tusen gener – altså et arvemateriale som er større enn hos de enkleste bakteriene. Hvor kommer dette DNAet fra? Og hva gjør det?

Dessverre er det langt fra enkelt å undersøke saken.

Molekylære fossiler

En av virusenes helt spesielle egenskaper er deres uttalte gen-kleptomani. Under angrepene på vertsceller rapper virusene ofte med seg deler av vertenes DNA. Virus kan dermed være fulle av genetisk tjuvgods med ymse opphav.

- Virusgenomene er veldig ustabile, og de utvikler seg på en annen måte enn bakterier og andre levende organismer, forklarer Bråte.

Dermed blir det også vanskelig å bruke virusenes gener til å undersøke slektskap og utvikling, slik forskerne har gjort med bakterier.

Men nå har Caetano-Anolles og kollegaene hans forsøkt en annen tilnærming. De har i stedet sett på måten proteinene i virusene folder seg på.

Proteinene er relativt stabile molekylære fossiler som gir hint om gamle evolusjonære hendelser, sier Caetano-Anolles i en pressemelding fra University of Illinois.

Opprinnelige kjempevirus

- Noen proteinfoldinger skjer bare i ei gruppe eller undergruppe av organismer, mens andre er felles for alle organismer som er studert så langt, sier forskeren. 

Han mener det er grunn til å tro at strukturer som er mer vanlig og dukker opp i flere grupper, generelt er eldre.

Og da forskerne undersøkte proteinene hos en lang rekke ulike skapninger, oppdaget de nettopp at mange av de antatt eldste proteinvariantene også fantes hos kjempevirusene.

Kjempeviruset mimivirus infiserer en amøbe. Virusene - de små svarte sekskantede flekkene - er like store som enkelte bakterier. (Foto: Professor Didier Raoult, Rickettsia Laboratory, Frankrike)
Kjempeviruset mimivirus infiserer en amøbe. Virusene - de små svarte sekskantede flekkene - er like store som enkelte bakterier. (Foto: Professor Didier Raoult, Rickettsia Laboratory, Frankrike)

- Kjempevirusene har et utrolig maskineri som ser ut til å være svært likt maskineriet som du har i en celle, sier Caetano-Anolles.

Nå mener han og kollegaene at slike digre virus må være de best bevarte levninger av ei eldgammel gruppe organismer som oppstod side om side med de første primitive cellene.

Ingen enighet

Caetano-Anolles tror disse tidlige skapningene lignet kjempevirusene, men at de snart begynte å spesialisere seg på et liv som parasitter. Da var det en fordel å kvitte seg med gener, et fenomen biologer tidligere har sett hos parasittiske bakterier.

Etter hvert gikk denne prosessen så langt at de originale kjempevirusene mistet det meste av sine genomer og livaktige egenskaper, og ble til det vi i dag kjenner som enkle, livløse parasitter.

På den annen side er det også mulig at det digre genomet til kjempevirusene bare er en opphopning av tilfeldig tjuvgods, sier Bråte.

For foreløpig er det langt fra noen enighet på feltet. Caetano-Anolles tilhører et mindretall av forskere som bare nylig har presentert ideen om at virusene bør få ei grein på livets tre.

Resten av miljøet mener fortsatt at de små parasittene er, og alltid har vært, døde. Kanskje oppstod de fra gen-produkter, som riktignok stammet fra en levende celle, men som selv aldri hadde evne til selvstendig liv?

Dessuten kan det stilles en del kritiske spørsmål til den nye rapporten, mener Bråte.

Usikre konklusjoner

- Det at dagens kjempevirus har gamle gener betyr ikke nødvendigvis at virusene og genene må ha oppstått samtidig. Særlig ikke når vi vet at virus er svært gode til å stjele gener fra andre organismer.

Det er heller ikke sikkert at proteinfolding er en god indikasjon på slektskap som kanskje går milliarder av år tilbake.

- Lignende foldingsmønster kan også ha oppstått uavhengig av hverandre, og svært mye kan ha skjedd på denne tiden, sier Bråte.

Han er selv skeptisk til om virus lar seg plassere på livets tre. Likevel er de underliggende temaene i diskusjonen interessante. Til syvende og sist munner det hele ut i et av de fundamentale spørsmålene i vitenskapen:

- Hva er liv? 

- Noen vil kalle virus liv, fordi de kan reprodusere seg, sier Bråte.

- Men det finnes også eksempler på løse RNA-molekyler som kan kopiere seg selv. Skal skillet til liv være at det må være selvopprettholdende, og altså kunne skaffe seg energi og materiale for å kopiere seg selv?

- Man skulle tro at det var enkelt å definere hva som lever og ikke, men det er det ikke.

Referanse:

A. Nasir, K. Mo Kim & G. Caetano-Anolles, Giant viruses coexisted with the cellular ancestors and represent a distinct supergroup along with superkingdoms Archaea, Bacteria and Eukarya, BMC Evolutionary Biology, 2012.