Virus er som regel plagsomme eller farlige, men en sjelden gang smiler skjebnen – og de blir en del av oss. Arvestoff fra virus har gitt oss evnen til å føde levende unger – gjort oss til pattedyr. Virus gjødsler og nærer også det store spiskammeret i havet – bunnen av næringspyramiden vi alle lever av. (Figur: www.colourbox.no, bearbeidet av forskning.no)
Virus er som regel plagsomme eller farlige, men en sjelden gang smiler skjebnen – og de blir en del av oss. Arvestoff fra virus har gitt oss evnen til å føde levende unger – gjort oss til pattedyr. Virus gjødsler og nærer også det store spiskammeret i havet – bunnen av næringspyramiden vi alle lever av. (Figur: www.colourbox.no, bearbeidet av forskning.no)

Bakgrunn: Vår venn viruset

Uten virus – ingen mennesker. Sykt, men sant.

Published

Nedsyltet i influensa?

Kanskje ikke det beste tidspunktet for å motta den glade nyheten om virusets betydelige medansvar for at vi i det hele tatt finnes her på kloden.

På den andre siden – bedre å leve med feber, enn aldri å ha eksistert i det hele tatt.

En studie fra 2016 viser nemlig at rundt en tredjedel av alle endringer i menneskers arvestoff er drevet fram av vårt trøblete samliv med virus.

Mellom en åttendedel og en femtedel av arvestoffet vårt er faktisk arvestoff fra virus.

Det blir stadig vanskeligere å svare på spørsmål som: Hvor slutter jeg? Hvor begynner andre livsformer?

Grensene mellom organismer flyter ut. Vi kunne ikke klart oss uten samlivet med bakterier i tarm og på hud – og med arvestoff fra virus i genene.

Sammenfiltret med virus

Og vi mennesker er ikke spesielle. Evolusjonens tre er gjødslet med virus langt bakover gjennom tidsaldrene.

Evolusjonstreet begynner å ligne mer og mer på et buskas fra kaosland. Ryddige forgreninger av arter viser seg å være sammenvokst på kryss og tvers av arvestoff fra blant annet virus.

Går vi langt nok ned i fortida, kommer vi til livets røtter. De var et villnis av molekyler som søkte sammen i stadig mer innfløkte sammenkoblinger og ble i stand til å kopiere seg selv – ble levende.

Historien om vår arts tilblivelse og utvikling er altså filtret inn i den livsformen det er flest av på Jorda – virus.

I zombienes skyggeland

Typisk virus (influensavirus) består av arvestoff (rødt) omgitt av en proteinkappe som kan binde seg til bestemte steder (reseptorer) på cellen den skal invadere. (Figur: BruceBlaus, <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en">CC-BY-SA 4.0 International</a>)
Typisk virus (influensavirus) består av arvestoff (rødt) omgitt av en proteinkappe som kan binde seg til bestemte steder (reseptorer) på cellen den skal invadere. (Figur: BruceBlaus, CC-BY-SA 4.0 International)

Skjønt – livsform? Virus er ikke en livsform. Eller – er den? Virus svermer i zombienes skyggeland – midt mellom dødt og ikke-dødt.

Virus har arvestoff. Slik sett er de liv. Men virus kan ikke bruke arvestoffet til å formere seg på egen hånd. De kan heller ikke spise eller gjøre fra seg ute i det fri. De har ikke noe eget stoffskifte.

Slik sett er virus ikke levende. Virus trenger hjelp fra celler i bakterier, planter, dyr eller mennesker. Bare med denne hjelpen kan de leve og formere seg.

Krasjer celler

Skjønt hjelp – cellene er ikke spesielt hjelpsomme. De er like lite hjelpsomme som en bileier når doningen forsvinner rundt hjørnet med en tyv bak rattet.

Viruset kjører av gårde med cellens egen formeringsmaskin og proteinfabrikk. Hva gjør cellen? Ringer politiet.

Kroppens politi er immunsystemet. Kanskje rykker de tidsnok ut til å arrestere viruset. Hvis ikke, fortsetter viruset sitt råkjør. Noen ganger krasjer det cellen i grøfta.

Cellen dør, og alle viruskopiene svermer ut på jakt etter nye celler som de kan kapre.

Uten virus – ingen livmor

Samlivet mellom virus og vertsorganisme – stakkars syke oss – er et italiensk ekteskap av stadig mer raffinerte angrep og motangrep.

Men slik som de italienske ektefellene, er vi og virus likevel dømt til å tråkke hverandre på tærne i livets store dans. Og en sjelden gang swinger det av dansen.

Forskere mener at uten virus ville vi fortsatt verpet egg og ruget ut babyer – og da ville vi jo ikke vært mennesker.

Det var arvestoffets dans mellom dyreceller og et retrovirus som ga de første pattedyrene en livmor, tror forskerne.

Baklengsviruset

Retrovirus er ikke spesielt gammeldagse, som navnet kan tyde på. Retro betyr her at viruset på en måte råkjører baklengs inn i cellen.

Istedenfor den vanlige kjøreretningen – fra arvestoffet DNA til budbringerstoffet RNA til å lage proteiner – starter retroviruset bakfra med RNA og lager DNA.

Slike små DNA-snutter fra virus svermer inn i cellekjernen og kobler seg på cellens eget arvestoff. Arvestoffet er endret.

Slik formerer et retrovirus seg. 1: Viruset har arvestoffet RNA (inni gul firkant) omgitt av proteiner. 2: Proteinene binder seg til mottakere (reseptorer) i celleveggen. 3: Celleveggen går i stykker og RNA fra viruset går inn. 4: Virusets RNA lager en kopi i form av arvestoffet DNA (blått). 5: Virus-DNA går inn i cellekjernen. 6: Virus-DNA kobler seg sammen med cellens eget DNA. 7: Cellekjernen lager nytt virus-RNA fra virus-DNA. 8: Det nye virus-RNA brukes for å lage proteiner til viruset i cellens proteinfabrikk – endoplasmatisk reticulum. 9: Nytt virus-RNA og proteiner settes sammen til nye virus som trenger ut gjennom celleveggen. (Figur: Mrdavis21, <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en">CC-BY-SA 3.0 Unported</a>)
Slik formerer et retrovirus seg. 1: Viruset har arvestoffet RNA (inni gul firkant) omgitt av proteiner. 2: Proteinene binder seg til mottakere (reseptorer) i celleveggen. 3: Celleveggen går i stykker og RNA fra viruset går inn. 4: Virusets RNA lager en kopi i form av arvestoffet DNA (blått). 5: Virus-DNA går inn i cellekjernen. 6: Virus-DNA kobler seg sammen med cellens eget DNA. 7: Cellekjernen lager nytt virus-RNA fra virus-DNA. 8: Det nye virus-RNA brukes for å lage proteiner til viruset i cellens proteinfabrikk – endoplasmatisk reticulum. 9: Nytt virus-RNA og proteiner settes sammen til nye virus som trenger ut gjennom celleveggen. (Figur: Mrdavis21, CC-BY-SA 3.0 Unported)

Gir AIDS og kreft

Oftest dør denne endringen ut med organismen som er smittet. Retrovirus er ikke bare snille. Tvert imot – de er oftest slemme og lager sykdom.

HIV-viruset er et retrovirus som angriper de hvite blodcellene hos mennesker – viktige konstabler i kroppens politi, immunsystemet som forsvarer oss mot infeksjon.

HIV-viruset gir immunsvikt – sykdommen AIDS. Andre retrovirus kan gi kreft.

Virus går i arv

En sjelden gang kobler viruset seg på arvestoffet i kjønnsceller. Her gjør det også oftest stor skade. Organismen får ikke barn, og dør ut.

Andre ganger gjør ikke viruset skade. Det går i arv til kommende slekter. Viruset har blitt en del av organismen.

Av de rundt åtte prosentene arvestoff vi har fra virus, er det meste unyttig. Gensnuttene har blitt kalt søppelgener.

Ofte herjer tidens tann med disse søppelgenene. De er ikke nyttige for noe, og kroppen lar dem forfalle.

Gull i søpla

Likevel – noen ganger – når evolusjonen roter blant snuttene i søppelgenene kan den finne gull. Organismen tar snutten i bruk.

Det er litt som når en datakoder henter en programsnutt fra nettet og limer inn i sin egen kode. Da slipper hun å lage koden fra bunnen.

Fra virus til morkake

En slik gensnutt kom fra retrovirus første gang for rundt 60 millioner år siden. Det var på den tida dinosaurene hadde dødd ut og pattedyrene slo seg fram.

Retroviruset brukte gensnutten til å lage stoffer som hjalp det med å binde seg til cellen og slippe inn gjennom celleveggen.

Dette var også nyttig når dyrene skulle få livmor og føde levende barn – bli pattedyr.

Morkaken i livmoren har nemlig et tynt lag som slipper gjennom inn næringsstoffer og oksygen til fosteret – og henter ut karbondioksid.

Arvestoff fra retrovirus danner syncytiotrofoblaster i morkaken i livmoren. Figuren viser hvordan næringsstoffer og oksygen fra mors blod (øverst) og karbondioksid fra fosterblodet (nederst) passerer gjennom blant annet syncytiotrofoblastene (framhevet med blått).Mors blod og barnets blod må holdes adskilt, fordi antistoffer fra mors blod kan angripe celler i barnets blod. (Figur: Henry Vandyke Carter, bearbeidet av forskning.no)
Arvestoff fra retrovirus danner syncytiotrofoblaster i morkaken i livmoren. Figuren viser hvordan næringsstoffer og oksygen fra mors blod (øverst) og karbondioksid fra fosterblodet (nederst) passerer gjennom blant annet syncytiotrofoblastene (framhevet med blått).Mors blod og barnets blod må holdes adskilt, fordi antistoffer fra mors blod kan angripe celler i barnets blod. (Figur: Henry Vandyke Carter, bearbeidet av forskning.no)

Denne overgangen fra retrovirus til pattedyr har ikke bare skjedd én gang. Hele sju ganger har de tatt gensnutten i bruk på forskjellige måter.

Mus bruker den for eksempel på en annen måte enn mennesker, ifølge en studie i tidsskriftet PNAS.

Pungbjørner

Historien om retrovirus er ikke bare forhistorisk. Retrovirus herjer fortsatt med arvestoffet til alle slags organismer – fra bakterier til blåhval – og koalaer, australske pungbjørner.

På 1980-tallet oppdaget en veterinær at koalaene oftere fikk kreft. Det viste seg at kreften skyldtes et retrovirus som hadde sneket seg inn i arvestoffet til pungbjørnen.

Spoler vi tida baklengs, ser vi at retrovirus har invadert arvestoff helt tilbake til Jordas urtid.

Høyt spill

Mangfoldet av arvestoff i virus satte fart på livets første utvikling. Arvestoffet til virus er som et hav av mangfold. I urhavet skyflet virus biter av arvestoff fram og tilbake mellom de første mikroorganismene.

Noen av dem gikk under, andre fikk biter av arvestoff de kunne dra nytte av. Det var et spill på evolusjonsbørsen med høy risiko – mange tapte, og noen vant.

Med så mange milliarder mikroorganismer var det alltid nok vinnere som raskt kunne gå videre.

En av vinnerne var altså oss – født ut av en livmor som vi blant annet kan takke virusene for.

I en teskje overflatevann i havet er det 50 millioner virus. Dypere ned er det mindre. (Illustrasjonsfoto: Colourbox)
I en teskje overflatevann i havet er det 50 millioner virus. Dypere ned er det mindre. (Illustrasjonsfoto: Colourbox)

Virus i havet

Virus har også gjort nytte for seg på andre måter. Havet er fullt av virus. En teskje havvann inneholder rundt 50 millioner virus.

Disse virusene dreper bakterier og skadelige alger i vannet. Restene av de døde bakteriene og algene blir mat for nye mikroorganismer, alger og plankton.

Algene og plankton blir mat for større dyr – og til slutt for oss. Virus gjør altså en viktig jobb på bunnen av næringspyramiden – den vi alle lever av.

Så selv om influensaviruset herjer med oss, kan vi jo motvillig utbringe en skål for viruset – i ingerfærte med honning.

Referanser og lenker:

David Enard m.fl: Viruses are a dominant driver of protein adaptation in mammals, eLife 2016;5:e12469 doi: 10.7554/eLife.12469, sammendrag.

Harmit Singh Malik: Retroviruses push the envelope for mammalian placentation, PNAS, 14.2.2012, doi: 10.1073/pnas.1121365109: http://www.pnas.org/content/109/7/2184.long

The Viruses That Made Us Human, populærvitenskapelig artikkel fra amerikanske PBS Nov