Maaaring baguhin ng mga pagtuklas sa virology ang biology

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Ang mga virus ay maliliit ngunit "napakamakapangyarihang mga nilalang" kung wala ito ay hindi tayo mabubuhay. Ang kanilang impluwensya sa ating planeta ay hindi maikakaila. Madaling mahanap ang mga ito, patuloy na nakikilala ng mga siyentipiko ang mga dati nang hindi kilalang uri ng mga virus. Ngunit gaano natin alam ang tungkol sa kanila? Paano natin malalaman kung alin ang unang imbestigahan?

Ang SARS-CoV-2 coronavirus ay isa lamang sa ilang milyong virus na nabubuhay sa ating planeta. Ang mga siyentipiko ay mabilis na nakikilala ang maraming mga bagong uri.

Hinanap ni Maya Breitbart ang mga bagong virus sa African termite mound, Antarctic seal at Red Sea. Ngunit, tulad ng nangyari, upang talagang makahanap ng anuman, kailangan lang niyang tingnan ang kanyang hardin sa bahay sa Florida. Doon, sa paligid ng pool, makikita mo ang mga orb-web spider ng species na Gasteracantha cancriformis.

Mayroon silang maliwanag na kulay at bilugan na puting katawan, kung saan ang mga itim na batik at anim na iskarlata na tinik ay kapansin-pansin, katulad ng isang kakaibang sandata mula sa Middle Ages. Ngunit sa loob ng katawan ng mga spider na ito, nagulat si Maya Brightbart: nang si Brightbart, isang dalubhasa sa viral ecology sa University of South Florida sa St.

Tulad ng alam mo, mula noong 2020, tayong mga ordinaryong tao, ay abala sa isang partikular na mapanganib na virus na alam ng lahat ngayon, ngunit marami pang ibang mga virus na hindi pa natukoy. Ayon sa mga siyentipiko, mga 10³¹iba't ibang mga partikulo ng viral, na sampung bilyong beses ang tinatayang bilang ng mga bituin sa nakikitang uniberso.

Malinaw na ngayon na ang mga ecosystem at indibidwal na organismo ay nakadepende sa mga virus. Ang mga virus ay maliit, ngunit hindi kapani-paniwalang makapangyarihang mga nilalang, pinabilis nila ang ebolusyonaryong pag-unlad sa milyun-milyong taon, sa kanilang tulong, ang paglipat ng mga gene sa pagitan ng mga host organism ay natupad. Ang mga virus ay naninirahan sa mga karagatan ng mundo, hinihiwalay ang mga mikroorganismo, itinatapon ang kanilang mga nilalaman sa kapaligiran ng tubig at pinayaman ang food web ng mga sustansya. "Hindi tayo makakaligtas nang walang mga virus," sabi ng virologist na si Curtis Suttle ng University of British Columbia sa Vancouver, Canada.

Natuklasan ng International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) na sa ngayon ay mayroong 9,110 magkahiwalay na uri ng mga virus sa mundo, ngunit ito ay malinaw na maliit na bahagi ng kanilang kabuuan. Ito ay bahagyang dahil sa ang katunayan na ang opisyal na pag-uuri ng mga virus sa nakaraan ay nangangailangan ng mga siyentipiko na linangin ang virus sa host organism o mga cell nito; ang prosesong ito ay tumatagal ng oras at kung minsan ay tila hindi makatotohanang kumplikado.

Ang pangalawang dahilan ay na sa kurso ng siyentipikong pananaliksik, ang diin ay sa paghahanap ng mga virus na nagdudulot ng mga sakit sa mga tao o sa iba pang mga buhay na organismo na may tiyak na halaga sa mga tao, halimbawa, ito ay may kinalaman sa mga hayop sa bukid at mga pananim.

Gayunpaman, tulad ng ipinaalala sa atin ng pandemya ng covid-19, mahalagang pag-aralan ang mga virus na maaaring maipasa mula sa isang host organism patungo sa isa pa, at ito mismo ang banta sa mga tao, gayundin sa mga alagang hayop o pananim.

Sa nakalipas na dekada, ang bilang ng mga kilalang virus ay tumaas dahil sa mga pagpapabuti sa teknolohiya ng pagtuklas, at dahil din sa isang kamakailang pagbabago sa mga panuntunan para sa pagtukoy ng mga bagong uri ng mga virus, na naging posible upang matukoy ang mga virus nang hindi kinakailangang linangin ang mga ito gamit ang isang host organism.

Ang isa sa mga pinakakaraniwang pamamaraan ay metagenomics. Pinapayagan nito ang mga siyentipiko na mangolekta ng mga sample ng mga genome mula sa kapaligiran nang hindi kinakailangang linangin ang mga ito. Ang mga bagong teknolohiya tulad ng pagkakasunud-sunod ng virus ay nagdagdag ng higit pang mga pangalan ng virus sa listahan, kabilang ang ilan na nakakagulat na laganap ngunit higit na nakatago sa mga siyentipiko.

"Ngayon ay isang magandang oras upang gawin ang ganitong uri ng pananaliksik," sabi ni Maya Brightbart. - Sa tingin ko, sa maraming paraan ngayon na ang panahon para sa virome [virome - ang koleksyon ng lahat ng mga virus na katangian ng isang indibidwal na organismo - humigit-kumulang Transl.] ".

Noong 2020 lamang, nagdagdag ang ICTV ng 1,044 na bagong species sa opisyal nitong listahan ng virus, na may libu-libong higit pang mga virus na naghihintay ng paglalarawan at hanggang ngayon ay hindi pinangalanan. Ang paglitaw ng napakaraming iba't ibang genome ay nagtulak sa mga virologist na pag-isipang muli ang paraan ng pag-uuri ng mga virus at nakatulong upang linawin ang proseso ng kanilang ebolusyon. Mayroong malakas na katibayan na ang mga virus ay hindi nagmula sa iisang pinagmulan, ngunit nangyari nang maraming beses.

Ngunit ang tunay na laki ng pandaigdigang komunidad ng viral ay higit na hindi alam, ayon sa virologist na si Jens Kuhn ng US National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) sa Fort Detrick, Maryland: "Talagang wala kaming ideya na may nangyayari."

Kahit saan at saanman

Ang anumang virus ay may dalawang katangian: una, ang genome ng bawat virus ay nakapaloob sa isang coat na protina, at, pangalawa, ang bawat virus ay gumagamit ng dayuhang host organism - ito man ay isang tao, isang spider o isang halaman - para sa layunin ng pagpaparami nito. Ngunit mayroong hindi mabilang na mga pagkakaiba-iba sa pangkalahatang pamamaraan na ito.

Halimbawa, ang maliliit na circovirus ay mayroon lamang dalawa o tatlong gene, habang ang malalaking mimivirus, na mas malaki kaysa sa ilang bakterya, ay may daan-daang mga gene.

Halimbawa, may mga bacteriophage na medyo katulad ng apparatus para sa paglapag sa buwan - ang mga bacteriophage na ito ay nakahahawa sa bakterya. At, siyempre, ngayon alam ng lahat ang tungkol sa mga mamamatay na bola na may mga tinik, ang mga larawan na ngayon ay masakit na pamilyar, marahil, sa bawat tao sa alinmang bansa sa mundo. At ang mga virus ay mayroon ding tampok na ito: ang isang grupo ng mga virus ay nag-iimbak ng kanilang genome sa anyo ng DNA, habang ang isa - sa anyo ng RNA.

Mayroong kahit isang bacteriophage na gumagamit ng alternatibong genetic alphabet, kung saan ang nitrogenous base A sa canonical ACGT system ay pinalitan ng isa pang molekula na itinalaga ng letrang Z [ang letrang A ay kumakatawan sa nitrogenous base na "adenine", na bahagi ng nucleic mga acid (DNA at RNA); ACGT- nitrogenous base na bumubuo sa DNA, katulad ng: A - adenine, C - cytosine, G - guanine, T - thymine, - approx. transl.].

Ang mga virus ay nasa lahat ng dako at maingay na maaari silang lumitaw kahit na hindi sila hinahanap ng mga siyentipiko. Kaya, halimbawa, si Frederik Schulz ay hindi nagnanais na pag-aralan ang mga virus, ang kanyang lugar ng siyentipikong pananaliksik ay ang pagkakasunud-sunod ng mga genome mula sa wastewater. Bilang isang nagtapos na mag-aaral sa Unibersidad ng Vienna, ginamit ni Schultz ang metagenomics upang makahanap ng bakterya noong 2015. Sa pamamaraang ito, inihihiwalay ng mga siyentipiko ang DNA mula sa isang hanay ng mga organismo, gilingin ang mga ito sa maliliit na piraso, at pinagsunod-sunod ang mga ito. Pagkatapos ay ang isang computer program ay nagtitipon ng mga indibidwal na genome mula sa mga pirasong ito. Ang pamamaraang ito ay nakapagpapaalaala sa pag-assemble ng ilang daang puzzle nang sabay-sabay mula sa magkahiwalay na mga fragment na pinaghalo sa isa't isa.

Kabilang sa mga bacterial genome, hindi maiwasan ni Schultz na mapansin ang isang malaking bahagi ng viral genome (tila dahil ang chunk na ito ay may mga viral envelope genes), na kinabibilangan ng 1.57 milyong base pairs. Ang viral genome na ito ay naging isang higante, ito ay bahagi ng isang pangkat ng mga virus, na ang mga miyembro ay higanteng mga virus kapwa sa laki ng genome at sa ganap na sukat (karaniwan ay 200 nanometer o higit pa sa diameter). Ang virus na ito ay nakakahawa sa mga amoeba, algae at iba pang protozoa, sa gayon ay nakakaapekto sa aquatic ecosystem, pati na rin sa mga ecosystem sa lupa.

Nagpasya si Frederick Schultz, ngayon ay isang microbiologist sa Joint Genome Institute ng US Department of Energy sa Berkeley, California, na maghanap ng mga kaugnay na virus sa mga metagenomic database. Noong 2020, sa kanilang artikulo, inilarawan ni Schultz at ng kanyang mga kasamahan ang higit sa dalawang libong genome mula sa pangkat na naglalaman ng mga higanteng virus. Alalahanin na dati, 205 lamang ang naturang genome ang kasama sa mga database na magagamit ng publiko.

Bilang karagdagan, ang mga virologist ay kinailangan ding tumingin sa loob ng katawan ng tao sa paghahanap ng mga bagong species. Sinuri ng dalubhasa sa virus bioinformatics na si Luis Camarillo-Guerrero, kasama ang mga kasamahan mula sa Senger Institute sa Hinkston (UK), ang mga metagenome ng bituka ng tao at lumikha ng database na naglalaman ng higit sa 140,000 bacteriophage species. Mahigit sa kalahati sa kanila ay hindi alam ng siyensya.

Ang 'pinagsamang pag-aaral ng mga siyentipiko, na inilathala noong Pebrero, ay kasabay ng mga natuklasan ng iba pang mga siyentipiko na ang isa sa mga pinakakaraniwang grupo ng mga virus na nakahahawa sa bacteria sa bituka ng tao ay isang grupo na kilala bilang crAssphage (pinangalanan pagkatapos ng cross-assembler program na natuklasan ito noong 2014).. Sa kabila ng kasaganaan ng mga virus na kinakatawan sa grupong ito, kaunti lamang ang nalalaman ng mga siyentipiko tungkol sa kung paano lumalahok ang mga virus ng grupong ito sa microbiome ng tao, sabi ni Camarillo-Guerrero, na ngayon ay nagtatrabaho para sa DNA sequencing company na Illumina (Illumina ay matatagpuan sa Cambridge, UK).

Ang metagenomics ay nakatuklas ng maraming mga virus, ngunit sa parehong oras, ang metagenomics ay hindi pinapansin ang maraming mga virus. Sa mga tipikal na metagenomes, ang mga virus ng RNA ay hindi sunud-sunod, kaya hinanap sila ng microbiologist na si Colin Hill ng Irish National University sa Cork, Ireland, at ng kanyang mga kasamahan sa mga database ng RNA na tinatawag na metatranscripts.

Karaniwang tinutukoy ng mga siyentipiko ang data na ito kapag nag-aaral ng mga gene sa isang populasyon, i.e. ang mga gene na aktibong na-convert sa messenger RNA [messenger RNA (o mRNA) ay tinatawag ding messenger RNA (mRNA) - approx. transl.] kasangkot sa paggawa ng mga protina; ngunit ang mga genome ng RNA virus ay matatagpuan din doon. Gamit ang computational techniques para kunin ang mga sequence mula sa data, nakahanap ang team ng 1,015 viral genome sa metatrancryptomes mula sa silt at water sample. Salamat sa gawain ng mga siyentipiko, ang impormasyon sa mga kilalang virus ay tumaas nang malaki pagkatapos lamang lumitaw ang isang artikulo.

Salamat sa mga pamamaraang ito, posibleng hindi sinasadyang mangolekta ng mga genome na wala sa kalikasan, ngunit upang maiwasan ito, natutunan ng mga siyentipiko na gumamit ng mga pamamaraan ng kontrol. Ngunit may iba pang mga kahinaan. Halimbawa, napakahirap na ihiwalay ang ilang uri ng mga virus na may malaking pagkakaiba-iba ng genetic, dahil mahirap para sa mga program sa computer na pagsama-samahin ang magkakaibang pagkakasunud-sunod ng gene.

Ang isang alternatibong diskarte ay ang pagkakasunod-sunod ng bawat viral genome nang hiwalay, gaya ng ginagawa ng microbiologist na si Manuel Martinez-Garcia ng Unibersidad ng Alicante sa Spain. Matapos ipasa ang tubig-dagat sa pamamagitan ng mga filter, ibinukod niya ang ilang partikular na mga virus, pinalaki ang kanilang DNA at nagpatuloy sa sequencing.

Pagkatapos ng unang pagsubok, nakakita siya ng 44 na genome. Ito ay lumabas na ang isa sa kanila ay isang uri ng isa sa mga pinakakaraniwang virus na naninirahan sa karagatan. Ang virus na ito ay may napakahusay na genetic diversity (ibig sabihin, ang mga genetic fragment ng mga viral particle nito ay ibang-iba sa iba't ibang viral particle) na ang genome nito ay hindi kailanman lumitaw sa metagenomics research. Pinangalanan ito ng mga siyentipiko na "37-F6" dahil sa lokasyon nito sa isang laboratory dish. Gayunpaman, nagbiro si Martinez-Garcia, dahil sa kakayahan ng genome na magtago sa malinaw na paningin, dapat itong pinangalanang 007 pagkatapos ng super agent na si James Bond.

Mga family tree ng mga virus

Ang nasabing mga virus sa karagatan, kasing lihim ng James Bond, ay walang opisyal na Latin na pangalan, gaya ng karamihan sa ilang libong viral genome na natuklasan sa nakalipas na dekada gamit ang metagenomics. Ang mga genomic sequence na ito ay nagbigay ng mahirap na tanong para sa ICTV: Sapat ba ang isang genome para pangalanan ang virus? Hanggang 2016, umiral ang sumusunod na pagkakasunud-sunod: kung iminungkahi ng mga siyentipiko ang anumang bagong uri ng virus o pangkat ng taxonomic para sa ICTV, kung gayon, na may mga bihirang pagbubukod, kinakailangan na magbigay sa kultura hindi lamang ang virus na ito, kundi pati na rin ang host organism. Ngunit noong 2016, pagkatapos ng matinding debate, sumang-ayon ang mga virologist na sapat na ang isang genome.

Nagsimulang dumating ang mga aplikasyon para sa mga bagong virus at grupo ng mga virus. Ngunit ang mga ebolusyonaryong relasyon sa pagitan ng mga virus na ito ay minsan ay nananatiling hindi malinaw. Ang mga virologist ay karaniwang nag-uuri ng mga virus batay sa kanilang hugis (halimbawa, "mahaba", "manipis", "ulo at buntot") o batay sa kanilang mga genome (DNA o RNA, single o double stranded), ngunit ang mga katangiang ito ay nagsasabi sa atin na kaunti lamang. tungkol sa kanilang karaniwang pinagmulan. Halimbawa, ang mga virus na may double-stranded na DNA genome ay lumilitaw na nagmula sa hindi bababa sa apat na magkakaibang sitwasyon.

Ang unang pag-uuri ng mga virus ng ICTV (na nagpapahiwatig na ang puno ng mga virus at ang puno ng mga cellular life form ay umiiral nang hiwalay sa isa't isa) kasama lamang ang mas mababang mga hakbang ng evolutionary hierarchy, mula sa mga species at genera hanggang sa antas na, ayon sa klasipikasyon ng multicellular life, ay katumbas ng primates o conifers. Walang mas mataas na antas ng evolutionary hierarchy ng mga virus. At maraming mga pamilya ng virus ang umiral nang hiwalay, nang walang anumang mga link sa iba pang mga uri ng mga virus. Kaya, noong 2018, nagdagdag ang ICTV ng mas matataas na antas ng pagkakasunud-sunod para pag-uri-uriin ang mga virus: mga klase, uri at kaharian.

Sa pinakatuktok ng pag-uuri ng mga virus ay inilalagay ng ICTV ang mga grupong tinatawag na "realms" (realms), na mga analogs ng "domains" para sa cellular life forms (bacteria, archaea at eukaryotes), i.e. Gumamit ng ibang salita ang ICTV para makilala ang dalawang puno. (Ilang taon na ang nakalilipas, iminungkahi ng ilang siyentipiko na ang ilang mga virus ay maaaring magkasya sa puno ng mga cellular life form; ngunit ang ideyang ito ay hindi nakatanggap ng malawakang pag-apruba.)

Binalangkas ng ICTV ang mga sanga ng puno ng virus at nagtalaga ng mga virus ng RNA sa isang rehiyon na tinatawag na Riboviria; sa pamamagitan ng paraan, bahagi ng lugar na ito ay ang SARS-CoV-2 virus at iba pang mga coronavirus, na ang mga genome ay mga single-stranded na RNA. Ngunit pagkatapos ay ang malawak na komunidad ng mga virologist ay kailangang magmungkahi ng karagdagang mga pangkat ng taxonomic. Nagkataon lang na ang evolutionary biologist na si Eugene Koonin ng National Center for Biotechnology Information sa Bethesda, Maryland, ay nagtipon ng isang pangkat ng mga siyentipiko upang makabuo ng isang unang paraan upang ikategorya ang mga virus. Sa layuning ito, nagpasya si Kunin na pag-aralan ang lahat ng mga viral genome, pati na rin ang mga resulta ng mga pag-aaral sa mga viral protein.

Inayos nila ang rehiyon ng Riboviria at nagmungkahi ng tatlo pang kaharian. Nagkaroon ng mga kontrobersya sa ilan sa mga detalye, sabi ni Kunin, ngunit noong 2020 ang systematization ay inaprubahan ng mga miyembro ng ICTV nang walang labis na kahirapan. Dalawa pang kaharian ang binigyan ng berdeng ilaw noong 2021, ayon kay Kunin, ngunit ang orihinal na apat ay malamang na manatiling pinakamalaki. Sa huli, iminumungkahi ni Kunin, ang bilang ng mga kaharian ay maaaring kasing taas ng 25.

Kinukumpirma ng numerong ito ang hinala ng maraming siyentipiko: ang mga virus ay walang iisang ninuno. "Walang solong ninuno para sa lahat ng mga virus," sabi ni Kunin. "Wala lang." Nangangahulugan ito na ang mga virus ay malamang na lumitaw nang maraming beses sa buong kasaysayan ng buhay sa Earth. Kaya, wala kaming dahilan upang sabihin na ang mga virus ay hindi maaaring lumitaw muli. "Patuloy na lumilitaw ang mga bagong virus sa kalikasan," sabi ng virologist na si Mart Krupovic ng Institut Pasteur sa Paris, na naging kasangkot sa parehong paggawa ng desisyon ng ICTV at sa gawaing pananaliksik ng Kunin group sa systematization.

Ang mga virologist ay may ilang mga hypotheses tungkol sa mga sanhi ng mga kaharian. Marahil ang mga kaharian ay nagmula sa mga independiyenteng genetic na elemento sa bukang-liwayway ng buhay sa planetang Earth, bago pa man nabuo ang mga selula. O marahil ay iniwan nila ang buong mga selula, "nakatakas" mula sa kanila, na inabandona ang karamihan sa mga mekanismo ng cellular upang mapanatili ang kanilang pag-iral sa pinakamababang antas. Sina Kunin at Krupovich ay pabor sa hybrid na hypothesis, ayon sa kung saan ang mga pangunahing genetic na elementong ito ay "ninakaw" ang genetic na materyal mula sa cell upang makabuo ng mga viral particle. Dahil maraming hypotheses tungkol sa pinagmulan ng mga virus, medyo posible na maraming paraan ng paglitaw ng mga ito, sabi ng virologist na si Jens Kuhn, na nagtrabaho sa komite ng ICTV sa isang panukala para sa isang bagong systematization ng mga virus.

Sa kabila ng katotohanan na ang mga viral at cellular tree ay naiiba, ang kanilang mga sanga ay hindi lamang hawakan, kundi pati na rin ang pagpapalitan ng mga gene. Kaya saan dapat iuri ang mga virus - animate o walang buhay? Ang sagot ay depende sa kung paano mo tinukoy ang "buhay". Maraming mga siyentipiko ang hindi itinuturing na isang buhay na nilalang ang virus, habang ang iba ay hindi sumasang-ayon. "May posibilidad akong maniwala na sila ay buhay," sabi ng bioinformatics scientist na si Hiroyuki Ogata, na nagsasaliksik ng mga virus sa Kyoto University sa Japan. "Nag-evolve sila, mayroon silang genetic material na gawa sa DNA at RNA. At sila ay isang napakahalagang salik sa ebolusyon ng lahat ng nabubuhay na bagay."

Ang kasalukuyang pag-uuri ay malawak na tinatanggap at kumakatawan sa unang pagtatangka na gawing pangkalahatan ang iba't ibang mga virus, bagama't ang ilang mga virologist ay naniniwala na ito ay medyo hindi tumpak. Ang isang dosenang mga pamilya ng virus ay wala pa ring koneksyon sa anumang kaharian. "Ang mabuting balita ay sinusubukan naming ayusin ang gulo na ito," dagdag ng microbiologist na si Manuel Martinez-Garcia.

Binago nila ang mundo

Ang kabuuang masa ng mga virus na nabubuhay sa Earth ay katumbas ng 75 milyong blue whale. Kumpiyansa ang mga siyentipiko na nakakaapekto ang mga virus sa mga food webs, ecosystem at maging sa atmospera ng ating planeta. Ayon sa environmental virology specialist na si Matthew Sullivan ng Ohio State University sa Columbus, ang mga siyentipiko ay lalong tumutuklas ng mga bagong uri ng mga virus, na ang mga mananaliksik ay "nakatuklas ng mga hindi kilalang paraan kung saan ang mga virus ay may direktang epekto sa mga ekosistema." Sinusubukan ng mga siyentipiko na sukatin ang pagkakalantad sa viral na ito.

"Sa ngayon wala kaming anumang simpleng paliwanag para sa mga phenomena na nagaganap," sabi ni Hiroyuki Ogata.

Sa mga karagatan sa mundo, ang mga virus ay maaaring umalis sa kanilang host microbes, na naglalabas ng carbon, na ire-recycle ng ibang mga nilalang na kumakain sa loob ng host microbes na ito at pagkatapos ay naglalabas ng carbon dioxide. Ngunit kamakailan lamang, ang mga siyentipiko ay dumating din sa konklusyon na ang mga sumasabog na mga selula ay kadalasang nagkumpol at lumulubog sa ilalim ng mga karagatan ng mundo, na nagbubuklod ng carbon mula sa atmospera.

Ang natutunaw na permafrost sa lupa ay ang pangunahing pinagmumulan ng pagbuo ng carbon, sabi ni Matthew Sullivan, at ang mga virus ay lumilitaw na tumutulong sa pagpapalabas ng carbon mula sa mga mikroorganismo sa kapaligirang ito. Noong 2018, inilarawan ni Sullivan at ng kanyang mga kasamahan ang 1,907 viral genome at ang kanilang mga fragment na nakolekta sa panahon ng pagtunaw ng permafrost sa Sweden, kabilang ang mga gene para sa mga protina na kahit papaano ay maaaring maka-impluwensya sa proseso ng pagkabulok ng mga carbon compound at, posibleng, ang proseso ng kanilang pagbabago sa greenhouse gases..

Ang mga virus ay maaaring makaimpluwensya rin sa ibang mga organismo (halimbawa, i-shuffle ang kanilang mga genome). Halimbawa, ang mga virus ay nagdadala ng mga gene para sa antibiotic resistance mula sa isang bacterium patungo sa isa pa, at ang mga strain na lumalaban sa droga ay maaaring mangibabaw sa kalaunan. Ayon kay Luis Camarillo-Guerrero, sa paglipas ng panahon, ang ganitong paglipat ng gene ay maaaring magdulot ng malubhang pagbabago sa ebolusyon sa isang partikular na populasyon - at hindi lamang sa bakterya. Kaya, ayon sa ilang mga pagtatantya, 8% ng DNA ng tao ay nagmula sa viral na pinagmulan. Kaya, halimbawa, mula sa virus na natanggap ng ating mga ninuno ng mammalian ang gene na kinakailangan para sa pagbuo ng inunan.

Kakailanganin ng mga siyentipiko ang higit pa sa kanilang mga genome upang malutas ang marami sa mga tanong tungkol sa pag-uugali ng mga virus. Kinakailangan din na hanapin ang mga host ng virus. Sa kasong ito, ang clue ay maaaring itago sa virus mismo: ang virus, halimbawa, ay maaaring maglaman ng isang nakikilalang fragment ng genetic material ng host sa sarili nitong genome.

Ang microbiologist na si Manuel Martinez-Garcia at mga kasamahan ay gumamit ng single-cell genomics upang matukoy ang mga mikrobyo na naglalaman ng kamakailang natuklasang 37-F6 na virus. Ang host organism ng virus na ito ay ang bacterium Pelagibacter, na isa sa pinakalaganap at magkakaibang mga organismo sa dagat. Sa ilang mga rehiyon ng mga karagatan sa mundo, ang Pelagibacter ay bumubuo ng halos kalahati ng lahat ng mga cell na naninirahan sa tubig nito. Kung ang 37-F6 virus ay biglang nawala, ang Martinez-Garcia ay magpapatuloy, ang buhay ng mga organismo sa tubig ay lubhang maaabala.

Kailangang malaman ng mga siyentipiko kung paano nito binabago ang host nito upang makakuha ng kumpletong larawan ng epekto ng isang partikular na virus, paliwanag ng evolutionary ecologist na si Alexandra Worden ng Ocean Science Center. Helmholtz (GEOMAR) sa Kiel, Germany. Pinag-aaralan ng Warden ang mga higanteng virus na nagdadala ng mga gene para sa fluorescent protein na tinatawag na rhodopsin.

Sa prinsipyo, ang mga gene na ito ay maaari ding maging kapaki-pakinabang para sa mga host organism, halimbawa, para sa mga layunin tulad ng paglilipat ng enerhiya o pagpapadala ng mga signal, ngunit ang katotohanang ito ay hindi pa nakumpirma. Upang malaman kung ano ang nangyayari sa mga rhodopsin genes, plano ni Alexandra Vorden na linangin ang host organism (host) kasama ng virus upang pag-aralan ang mekanismo ng paggana ng pares na ito (host-virus), na pinagsama sa isang solong complex - "virocell".

"Sa pamamagitan lamang ng cell biology na masasabi mo kung ano ang tunay na papel ng hindi pangkaraniwang bagay na ito at eksakto kung paano ito nakakaapekto sa carbon cycle," dagdag ng Warden.

Sa kanyang tahanan sa Florida, si Maya Brightbart ay hindi nagtanim ng mga virus na nakahiwalay sa mga spider na Gasteracantha cancriformis, ngunit nagawa niyang malaman ang isa o dalawang bagay tungkol sa kanila. Ang dalawang dati nang hindi kilalang mga virus na natagpuan sa mga spider na ito ay nabibilang sa grupo na inilarawan ni Brightbart bilang "kamangha-manghang" - at lahat dahil sa kanilang maliliit na genome: ang una ay nag-encode ng gene para sa coat ng protina, ang pangalawa - ang gene para sa replication protein.

Dahil ang isa sa mga virus na ito ay naroroon lamang sa katawan ng gagamba, ngunit hindi sa mga binti nito, naniniwala si Brightbart na sa katunayan ang tungkulin nito ay makahawa sa biktima, na pagkatapos ay kinakain ng gagamba. Ang pangalawang virus ay matatagpuan sa iba't ibang bahagi ng katawan ng gagamba - sa clutch ng mga itlog at supling - kaya naniniwala si Brightbart na ang virus na ito ay nakukuha mula sa magulang patungo sa supling. Ayon kay Brightbart, ang virus na ito ay hindi nakakapinsala sa spider.

Kaya ang mga virus ay "talagang pinakamadaling mahanap," sabi ni Maya Brightbart. Mas mahirap matukoy ang mekanismo kung saan nakakaapekto ang mga virus sa siklo ng buhay at ekolohiya ng host organism. Ngunit una, dapat sagutin ng mga virologist ang isa sa pinakamahirap na tanong, ipinaalala sa atin ni Brightbart: "Paano natin malalaman kung alin ang mag-iimbestiga sa simula?"