Γιγαντιαίοι ιοί έχουν εντοπιστεί τα τελευταία χρόνια σε διάφορες απομακρυσμένες τοποθεσίες της Γης, από τη Σιβηρία ως την Ανταρκτική- και ομάδα του Michigan State University έριξε φως σε αυτούς τους «αινιγματικούς», αλλά «μαγευτικούς», όπως αναφέρεται σε ανάρτηση στην ιστοσελίδα MSUToday του πανεπιστημίου, ιούς, και τις διαδικασίες με τις οποίες μολύνουν κύτταρα.
Με τη βοήθεια προηγμένων τεχνολογιών, στο πλαίσιο της μελέτης αυτής αναπτύχθηκε ένα αξιόπιστο μοντέλο για τη μελέτη τους, ενώ εντοπίστηκαν και χαρακτηρίστηκαν πρωτεΐνες- κλειδιά, υπεύθυνες για την «ενορχήστρωση» της μόλυνσης.
Οι ιοί-γίγαντες έχουν μέγεθος άνω των 300 νανομέτρων και μπορούν να επιβιώσουν ανά τις χιλιετίες: Συγκριτικά, ο ιός που ευθύνεται για το απλό κρυολόγημα είναι των 30 νανομέτρων.
«Οι ιοί-γίγαντες που πρόσφατα ανακαλύφθηκαν στη Σιβηρία διατηρούσαν τη δυνατότητα μόλυνσης ακόμα και μετά από 30.000 χρόνια στον πάγο» είπε η Κριστίν Πάρεντ, αναπληρώτρια καθηγήτρια Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας, τονίζοντας το μέγεθος και την πολυπλοκότητά τους.
MSUTODAY/CRYO-EM FACILITY
Τα εξωτερικά τους περιβλήματα (καψίδια) είναι ανθεκτικά και ικανά να αντέχουν σε αφιλόξενα περιβάλλοντα, προστατεύοντας το γονιδίωμα στο εσωτερικό. Τα καψίδια των ειδών που αναλύθηκαν στη μελέτη αυτή έχουν σχήματα εικοσαέδρου. Τα εν λόγω είδη έχουν έναν μοναδικό μηχανισμό απελευθέρωσης του γονιδιώματός τους: Μια σφραγίδα σχήματος αστερία βρίσκεται πάνω σε ένα μία από τις κορυφές του εξώτερου κελύφους. Η κορυφή αυτή είναι γνωστή ως «αστρική πύλη». Κατά τη μόλυνση ο «αστερίας» και η «αστρική πύλη» ανοίγουν και απελευθερώνουν το γονιδίωμα.
Χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές, οι ερευνητές ήταν σε θέση να βρουν τις περιβαλλοντικές συνθήκες που προκαλούν επιτυχώς το άνοιγμα της «πύλης»: Χαμηλό pH, υψηλή θερμοκρασία και υψηλά άλατα. Επίσης, η καθεμία από αυτές τις συνθήκες προκαλούσε διαφορετικό επίπεδο μόλυνσης. Με αυτά τα δεδομένα η ομάδα της Πάρεντ σχεδίασε ένα μοντέλο που προσομοίωνε αξιόπιστα τα στάδια της μόλυνσης, για σκοπούς μελέτης.
Τα αποτελέσματα της έρευνας οδήγησαν σε μια σειρά ευρημάτων. «Ανακαλύψαμε πως η σφραγίδα - “αστερίας” πάνω από την “πύλη” ανοίγει αργά, ενώ παραμένει συνδεδεμένη στο καψίδιο αντί να το απελευθερώνει όλο αμέσως» είπε η Πάρεντ. «Η περιγραφή μιας νέας στρατηγικής απελευθέρωσης γονιδιώματος γιγαντιαίου ιού υποδεικνύει άλλη μια σημαντική αλλαγή στην κατανόηση μας ως προς τη βιολογία».
MSUTODAY/JOHN A. DOVER
Οι ερευνητές στη συνέχεια μελέτησαν τις πρωτεΐνες που απελευθερώνει ο ιός κατά το πρώτο στάδιο μόλυνσης. Οι πρωτεΐνες λειτουργούν ως «εργάτες», ενορχηστρώνοντας τις πολλές βιολογικές διαδικασίες που χρειάζονται για να μολύνει και να «οικειοποιηθεί» ο ιός τις αναπαραγωγικές δυνατότητες του κυττάρου, προκειμένου να φτιάχνει αντίγραφά του. Σε αυτό το πλαίσιο, εντοπίστηκαν πρωτεΐνες- «κλειδιά» στην όλη διαδικασία «κατάληψης» του κυττάρου.
Οι ακριβείς λειτουργίες πολλών εξ αυτών των πρωτεϊνών προορίζονται να αποτελέσουν αντικείμενα περαιτέρω ερευνών. Πάντως, το αν οι ιοί- γίγαντες είναι ικανοί να μολύνουν ανθρώπους αποτελεί αντικείμενο μιας συζήτησης που είναι ακόμα σε εξέλιξη μεταξύ των ιολόγων.
