Vad i helvete är det? Forskare frågar denna fråga varje dag när man försöker utarbeta hur olika levande saker är relaterade till varandra. Svaren är inte lätta eller triviala. Biologiska anslutningar används inte bara för att bygga en livskatalog utan också för att förstå hur livet har utvecklats till sina många former.

Virus är ett utmärkt exempel. De utgör ett problem för biologer eftersom de inte har celler och faller därför inte in i någon av de tre huvudgrupperna eller "domänerna" i livet som alla andra organismer gör - bakterier, archaea (en annan form av mikrobe) och eukaryota (bland annat växter, djur och svampar). Vissa forskare hävdar att virus inte räknas som levande organismer och betraktas bättre som skurkligt genetiskt material som inte kan reproducera på egen hand och behöver kapa värdceller. Andra tror att virus utvecklats från cellulära organismer och så räknas som en fjärde domän av livet.

Den senare teorin var förstärkt av upptäckten för ett decennium sedan av jättevirus som liknar cellulära livsformer. Men en ny studie, publicerad i tidskriften Science, på genomerna av dessa jättevirusar kallas denna idé. Så kommer forskare att börja söka efter virusens ursprung igen?

Virus är små, minimalistiska varelser som kommer bort från nyanser av cellulärt liv. De är vanligtvis sammansatt av genetiskt material (DNA eller dess molekylära kusin RNA), ofta omgiven av ett proteinbelägg som kallas en kapsid, ibland med ytterligare lager som lånas från en värdcell. Virus kan bara replikera i en värdcell genom att hacka sin ämnesomsättning, och varje domän av livet är infekterad av olika versioner av dessa cellulära squatters.

Detta enorma beroende av värdceller trycker dem på gränser för definitionen av livet, med vissa som överväger dem levande och andra döda. Det är inte konstigt att de flesta zombiehistorier involverar ett virus. Kanske är det bara lättare att överväga virus odöda. Den stora frågan är: var kommer de ifrån?

konkurrerande teorier försök att förklara hur virus utvecklats. Man avbildar virus som efterkommande av en gammal sort av cellorganismer som levde inom andra celler och förenklade sin struktur över tiden. Detta skulle göra dem de enda överlevande av en förlorad fjärde domän av livet som lämnade cellorganisationen bakom sig. Om virus utvecklas från levande organismer, skulle det vara meningslöst att tänka på dem som levande nu.

Rogue agenter

En annan teori föreslår att virus startade som oseriösa genetiska medel, vagrants i genomet som flydde från deras cellulära inneslutning. De kan vara relaterade till hoppande gener som kan kopiera eller skära sig från ett genom och sedan klistra in sig i andra delar av DNA: n. I det fallet skulle virus vara resultatet av molekylolyckor som blev evolutionära stabila. Detta skulle innebära att de aldrig har varit fullständiga levande organismer, precis som ett datavirus inte är en komplett dator.

Båda dessa förslag har sina brister. Den första misslyckas med att förklara hur enkla virus är. Det finns inga andra kända organismer med den extrema grad av förenkling. Å andra sidan förklarar den andra teorin inte varför virus är så mycket mer komplexa än andra mobila genetiska element, som ingen har något jämförbart med en kapsidskikt.

Därefter, i 2004, forskare upptäckte ett slags jättevirus (eller "girus") som tycktes tippa balansen till förmån för virus med cellulärt ursprung. De kallas jätte av goda skäl. Vissa är tio gånger större i både storlek och genomlängd än vårt älskade influensavirus och har lika många 2,500-gener jämfört med influensas milda 11.

Detta ytterligare genetiska material innehåller instruktioner för att göra proteiner, något som saknar mycket i andra virus, men som finns i alla andra livsformer. Molekylsystemet är inte komplett och girkroppar behöver fortfarande invadera celler för att göra fler girkroppar. Men vissa forskare föreslog att dessa gener skulle kunna vara kvar av ett cellulärt förflutet, som bakar upp existensen av en fjärde domän av livet.

Å andra sidan gör virusens hoppiga genetiska natur dem benägna att ta gener från andra organismer. Detta har lett till andra att argumentera att alla dessa extragener i giringar är produkter av evolutionärt tjuv.

Jätte problem

Nu a ny studie har bekräftat den "lånade" naturen hos alla dessa gener i virus. Forskningen använder de mest avancerade metoderna, som heter Next Generation Sequencing (NGS), för att kartlägga DNA som extraheras från en avloppsreningsverk i Klosterneuburg, Österrike. Under de senaste åren har NGS-baserade studier har upptäckt myriad nya typer av livsform, och i detta fall har NGS avslöjat en helt ny serie av jättevirus, Klosneuvirusesna.

Bland alla girrar har Klosneuviruses den största uppsättningen gener som är involverade i att producera proteiner. Genom att jämföra genomerna av olika jättevirus och omsorgsfullt rekonstruera deras utveckling visar forskarna övertygande att proteinproduceringsmaskinen i dessa giruser är en relativt ny genetisk tillsats - inte skavorna av ett större stamfoster.

Studien hävdar att värdcellerna som dessa virus försökte kapra kan ha utvecklat en försvarsstrategi baserad på att gömma proteiner från invaderarna. Därefter virussen anpassade genom att inkorporera några av dessa gener i deras genom. Forskarna drar slutsatsen att de gigantiska virusen som analyserats i denna studie har utvecklats flera gånger från mindre virus, och avvisade tanken att de utvecklades från cellulära livsformer.

Det nya beviset dödar dock inte virus helt. Nya gnarls i livets träd upptäcks varje dag, och en ny upptäckt kan fortfarande ge en koppling mellan cellulärt och acellulärt liv - eller bevisa motsatsen. Fram till dess kommer vi fortsätta att tänka på livets natur, förhållandet mellan zombier och virus, och undrar "vad i helvete är det?"

Om författaren

Jordi Paps, Föreläsare, Institutionen för biovetenskap, University of Essex

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon