Głęboko w syberyjskiej wiecznej zmarzlinie, prawie 100 stóp pod zamarzniętą ziemią, spoczywał uśpiony przez wieki. Nad ziemią lodowce cofnęły się, przybyli starożytni ludzie, a ostatecznie cywilizacja się rozwinęła.
powiązana zawartość
- Mikrobiolodzy wciąż szukają gigantycznych wirusów w topniejącej wiecznej zmarzlinie
- Rośliny zamrożone pod lodowcem przez 400 lat mogą wrócić do życia
Teraz został rozmrożony i wskrzeszony dzięki zespołowi francuskich naukowców. Jest to wirus, a jego przypominające zombie zmartwychwstanie pokazuje, że drobnoustroje mogą przetrwać znacznie dłużej, niż wcześniej sądzili naukowcy.
Przez dziesiątki tysięcy lat wirus pozostawał całkowicie zamrożony. Mikrob nie był jednak całkiem martwy - częściowo dlatego, że żadnego wirusa, zgodnie ze standardami biologii, nie można tak naprawdę opisać jako żywego. Wszystkie wirusy wymagają reprodukcji komórek gospodarza, a pomiędzy cyklami reprodukcyjnymi utrzymują się jako obojętna cząstka zwana wirionem, z grubsza analogiczna do nasion rośliny.
W 2000 r. Naukowcy, kierowani przez Jean-Michela Claverie i Chantal Abergel ze Śródziemnomorskiego Instytutu Mikrobiologii, przybyli do Anyuysk, odległego miasta w regionie Czukotki na Syberii, aby szukać nowych wirusów w dotychczas niezbadanych środowiskach. Wcześniej spekulowano (i od tego czasu udowodniono), że organizmy można zamrozić przez dziesiątki tysięcy lat, a następnie z powodzeniem ożywić, więc badacze wiercili głęboko w wykopie trwale zamarzniętej ziemi wzdłuż brzegów rzeki Anuy, aby szukać dla niektórych.
Region Czukotki, pokazany na czerwono, w którym naukowcy pobrali próbki wiecznej zmarzliny. (Zdjęcie za pośrednictwem Wikimedia Commons / Marmelad) Obchodzili się z rdzeniem zamrożonej gleby, którą ekstrahowali z najwyższą starannością, pokrywając jej zewnętrzną powierzchnię alkoholem do wycierania, aby wyeliminować zanieczyszczenia, a następnie wydobywając niewielką próbkę gleby z jej centrum i przechowując ją w sterylnej torbie. Wykorzystując datowanie radiowęglowe, naukowcy datowali wiek gleby na około 34–37 000 lat.
Minęły lata, a naukowcy ostatecznie przeanalizowali próbkę wraz z innymi. Ponad dekadę później ogłosili, że rzeczywiście znaleźli żywotnego wirusa w próbce wiecznej zmarzliny - i jest to o wiele bardziej niezwykłe, niż się spodziewali.
„Zgadliśmy, że wiriony mogą pozostać zakaźne przynajmniej tak długo”, mówi Claverie. „Zaskoczenie wynikało bardziej z faktu, że był to gigantyczny wirus typu zupełnie innego niż poprzednie [współczesne]”.
Do 2003 r. Uważano, że wszystkie wirusy były małe - całkowicie niewidoczne pod standardowym mikroskopem świetlnym i ułamek wielkości większości komórek bakteryjnych. Od tego czasu odkryto kilka gigantycznych wirusów, w tym pandorawirusy, odkryte przez Claverie i Abergela w próbce wody pobranej u wybrzeży Chile, która posiadała rekord wielkości o długości około jednego mikrometra lub jednej tysięcznej milimetra.
Ale ich nowy wirus Pithovirus sibericum, opisany w artykule opublikowanym dzisiaj w Proceedings of National Academy of Sciences, ma zadziwiającą długość 1, 5 mikrometra, od 10 do 100 razy większą niż wirus średniej wielkości. Pod mikroskopem jest łatwo widoczny jako owal otoczony ciemną czarną kopertą z perforowaną zatyczką na końcu, wielkości komórki bakteryjnej.
Szczegółowe widoki wirusa w mikroskopie: A skupia się na perforowanej wtyczce; B pokazuje przekrój poprzeczny, ze strzałką skierowaną do struktury rurowej w środku; C pokazuje widok z góry wtyczki; D pokazuje widok z dołu przeciwnego końca wirusa. (Zdjęcie dzięki uprzejmości Julii Bartoli i Chantal Abergel, IGS i CNRS-AMU) Nie stanowi zagrożenia dla ludzi, ponieważ infekuje wyłącznie jednokomórkowe organizmy zwane amebami - coś, co naukowcy odkryli, gdy ożyli mikrob z jego obojętnej formy wirionu, ogrzewając go i wkładając na szalkę Petriego z żywymi amebami. Po ożywieniu wirus przedostał się do komórek ameby, porwał maszynerię metaboliczną komórek, aby stworzyć wiele własnych kopii, i rozdzielił komórki, zabijając je i uwalniając się, aby zarazić kolejne komórki.
Wcześniej znane gigantyczne wirusy również infekują ameby, prawdopodobnie ze względu na to, jak łatwo jest do nich wejść. Amoebiowie żywią się fagocytozą, wykorzystując błony komórkowe do pochłaniania cząstek i organizmów; aby gigantyczny wirus dostał się do ameby, wystarczy, że się pochłonie. Ponieważ większość komórek ludzkich i innych zwierząt nie pochłania cząstek w ten sposób, wirusy, które nas infekują, muszą na ogół stosować bardziej złożone metody wejścia, które zabraniają tak ogromnej wielkości.
Dla naukowców najważniejszym aspektem nowego odkrycia jest to, co odkryli, gdy wyizolowali DNA wirusa i zsekwencjonowali jego geny. „Jego rozmiar genomu jest znacznie mniejszy niż oczekiwano na podstawie wielkości cząsteczki, tylko 500 genów” - mówi Claverie - „gdzie pozostałe dwie rodziny gigantycznych wirusów mają ponad tysiąc”. Ponadto proces replikacji nowego wirusa jest znacznie bardziej podobny do wirusa standardowej wielkości, a nie innych gigantycznych wirusów, co prowadzi Claverie do opisania go jako „pomostu” między gigantycznymi wirusami a tradycyjnymi.
Do tej pory dwie odkryte rodziny gigantycznych wirusów (megawirusy i pandorawirusy) były bardzo genetycznie podobne. Odkrycie radykalnie innego gigantycznego wirusa w losowo wybranej próbce wiecznej zmarzliny, jak twierdzą naukowcy, wskazuje, że gigantyczne wirusy są znacznie bardziej powszechne i różnorodne, niż wcześniej sądzono.
Istnieje również fakt, że wirus ten przetrwał przez co najmniej 30 000 lat w zamarzniętej glebie. Ponieważ wirusy nie angażują się w większość samowystarczalnych czynności wykonywanych przez wszystkie formy życia (na przykład nie wykorzystują energii do regulowania własnego metabolizmu), wydaje się prawdopodobne, że mogą przetrwać w stanie bezczynności znacznie dłużej niż jakakolwiek forma życia. Jeśli jedynym ograniczeniem jest czas, przez jaki ich DNA może przetrwać, możliwe jest, że przeżyją kilka milionów lat, zanim zostaną nieodwracalnie uszkodzone przez naturalną radioaktywność z Ziemi. Claverie i Abergel próbkują obecnie starsze warstwy zamarzniętej gleby w poszukiwaniu jeszcze bardziej starożytnych wirusów.
Ale chociaż ten konkretny wirus nie stanowi zagrożenia dla zdrowia ludzi, jego odkrycie rodzi niepokojące pytania. „[To] jest dobrym dowodem na to, że pojęcie, że wirus można„ wyeliminować ”z planety, jest po prostu błędne i daje nam fałszywe poczucie bezpieczeństwa” - mówi Claverie. Gdy arktyczne i subarktyczne są ciepłe, „wydobycie i wiercenie oznacza przyniesienie ludzkich osad i przekopanie się przez te starożytne warstwy po raz pierwszy od milionów lat. Jeśli nadal istnieją żywe wiriony, jest to dobry przepis na katastrofę”.
