Svakog proleća kada sunce izađe na Arktiku posle meseci tame, život se vraća. Polarni medvedi iskaču iz svojih zimskih jazbina, arktička čigra se vraća sa svog dugog putovanja na jug, a mošusni volovi gaze na sever.
Ali životinje nisu jedini život koji ponovo budi prolećno sunce. Alge koje miruju na ledu počinju da cvetaju u proleće, crneći velike površine leda.
Kada led pocrni, njegova sposobnost da reflektuje sunce se smanjuje i to ubrzava topljenje leda. Povećano topljenje pogoršava globalno zagrevanje.
Ali istraživači su možda pronašli način da kontrolišu rast snežnih algi – i možda na duge staze smanje deo leda od topljenja. Živeći na ledu zajedno sa algama, postdoktor Laura Perini sa Odeljenja za nauku o životnoj sredini na Univerzitetu Arhus i njene kolege pronašli su džinovske viruse. Njihovi nalazi su objavljeni u časopisu Mikrobiom.
Ona sumnja da se virusi hrane snežnim algama i da bi mogli da deluju kao prirodni mehanizam kontrole cvetanja algi.
„Ne znamo mnogo o virusima, ali mislim da bi mogli da budu korisni kao način ublažavanja topljenja leda izazvanog cvetanjem algi. Koliko su specifični i koliko bi to bilo efikasno, još ne znamo. Ali do istražujući ih dalje, nadamo se da ćemo odgovoriti na neka od tih pitanja“, kaže ona.
Virusi su obično mnogo manji od bakterija. Obični virusi su veličine 20-200 nanometara, dok je tipična bakterija 2-3 mikrometra. Drugim rečima, normalan virus je oko 1000 puta manji od bakterije.
Međutim, to nije slučaj sa džinovskim virusima. Džinovski virusi narastu do veličine od 2,5 mikrometara. To je veće od većine bakterija.
Ali džinovski virusi nisu samo veći po veličini. Njihov genom je mnogo veći od običnih virusa. Bakteriofagi — bakterije koje inficiraju viruse — imaju između 100.000 i 200.000 slova u svom genomu. Džinovskih virusa ima oko 2.500.000.
Nikada ranije nije pronađen na ledu
Džinovski virusi su prvi put otkriveni 1981. godine, kada su ih istraživači pronašli u okeanu. Ovi virusi su se specijalizovali za inficiranje zelenih algi u moru. Kasnije su džinovski virusi pronađeni u zemljištu na kopnu, pa čak i kod ljudi.
Ali to je prvi put da su džinovski virusi pronađeni kako žive na površinskom ledu i snegu u kojima dominiraju mikroalge, objašnjava Perini.
„Analizirali smo uzorke iz tamnog leda, crvenog snega i rupa koje se otapaju (kriokonita). I u tamnom ledu i u crvenom snegu pronašli smo potpise aktivnih džinovskih virusa. I to je prvi put da su pronađeni na površinskom ledu i snegu koji sadrže veliko obilje pigmentiranih mikroalgi“, kaže ona.
Pre nekoliko godina svi su mislili da je ovaj deo sveta neplodan i lišen života. Ali danas znamo da tamo živi nekoliko mikroorganizama — uključujući džinovske viruse.
„Postoji čitav ekosistem koji okružuje alge. Pored bakterija, filamentoznih gljivica i kvasaca, tu su i protisti koji jedu alge, različite vrste gljivica koje parazitiraju na njima i džinovski virusi koje smo pronašli, koji ih inficiraju. Da bismo razumeli biološke kontrole koje deluju na alge. cvetaju alge, moramo proučiti ove poslednje tri grupe“, nastavlja Perini.
Iako su virusi džinovski, ne mogu se videti golim okom. Perini ih još nije video ni svetlosnim mikroskopom. Ali ona se nada da će to učiniti u budućnosti.
„Način na koji smo otkrili viruse bio je analizom celokupne DNK u uzorcima koje smo uzeli. Probiranjem ovog ogromnog skupa podataka u potrazi za specifičnim genima markera, pronašli smo sekvence koje imaju veliku sličnost sa poznatim džinovskim virusima“, objašnjava ona.
Da bi se uverio da virusna DNK nije nastala od davno mrtvih mikroorganizama, već od živih i aktivnih virusa, tim je takođe izvukao svu mRNK iz uzorka.
Kada se aktiviraju sekvence DNK koje formiraju gene, one se transkribuju u jednolančane delove zvane iRNK. Ovi delovi funkcionišu kao recepti za izgradnju proteina potrebnih virusu. Ako su prisutni, virus je živ.
„U ukupnoj mRNK sekvencioniranoj iz uzoraka, pronašli smo iste markere kao u ukupnoj DNK, tako da znamo da su transkribovani. To znači da virusi žive i aktivni na ledu“, kaže Perini.
DNK i RNK u virusima
U centru džinovskih virusa je klaster DNK. Ta DNK sadrži sve genetske informacije ili recepte potrebne za stvaranje proteina — hemijskih jedinjenja koja obavljaju većinu posla u virusu.
Ali da bi koristio te recepte, virus ih mora transkribovati sa dvolančane DNK u jednolančanu mRNA.
Normalni virusi to ne mogu. Umesto toga, oni imaju nizove RNK koji lebde u ćeliji i čekaju da se aktiviraju kada virus inficira organizam i otme njegove ćelijske proizvodne kapacitete.
Džinovski virusi to mogu sami da urade, što ih čini veoma različitim od normalnih virusa.
Dok se DNK mrtvih virusa može naći u uzorcima, mRNA se razlaže mnogo brže. mRNA je stoga važan marker virusne aktivnosti. Drugim rečima, mRNA-recepti određenih proteina pokazuju da su virusi živi i da rade.
Pošto su džinovski virusi relativno novo otkriće, o njima se ne zna mnogo. Za razliku od većine drugih virusa, oni imaju mnogo aktivnih gena koji im omogućavaju da popravljaju, repliciraju, transkribuju i prevode DNK.
Ali zašto je to i za šta ga tačno koriste nije poznato.
„Koji je domaćin zaraze džinovskim virusima, ne možemo tačno da povežemo. Neki od njih možda inficiraju protiste, dok drugi napadaju snežne alge. Jednostavno još ne možemo biti sigurni“, kaže Perini.
Ona naporno radi na otkrivanju više o džinovskim virusima i uskoro će izaći još istraživanja.
„Nastavljamo da proučavamo džinovske viruse kako bismo saznali više o njihovim interakcijama i koja je tačno njihova uloga u ekosistemu. Kasnije ove godine ćemo objaviti još jednu naučnu studiju sa još nekim informacijama o džinovskim virusima koji inficiraju kultivisane mikroalge koje uspevaju na površinskom ledu ledeni pokrivač Grenlanda“, zaključuje ona.
