O viru, který se chová jako hacker

29. červen 2016
Sinice rodu Anabaena

Kanadští vědci přišli na to, že virus zvaný cyanofág N1 „krade“. Dokáže si přivlastnit DNA sekvenci, kterou využívají bakterie k obraně před infekcí a s její pomocí je oslabí.

Bakteriálním hostitelem v tomto případě bývají sinice, což jsou gramnegativní bakterie, které žijí v tekoucí vodě a zvládly fotosyntézu. Sinice byly přitom klíčové pro vývoj života – staly se prvními tvůrci atmosféry, ve které žijeme. „Kyslík, který dnes dýcháme, začaly před více než dvěma miliardami let vyrábět ve velkém,“ připomíná rostlinný fyziolog Viktor Žárský.

Zeleň a sinice

Sinice jsou úspěšnou formou života, obývají dnes všechny ekosystémy od polárních jezer a skalnatou krajinu až po rýžová políčka. Vděčíme jim také za zeleň. „Chloroplasty v zelených rostlinách jsou pozůstatky sinic,“ říká vědec.

Odvolává se přitom na teorii průkopnice symbiózy, bioložky Lynn Margulisovou, podle níž spolu živé organismy spíše spolupracují, než soupeří. Soužití sinic a jejich virů trvá zřejmě už miliardy let. Mnoho vědců se proto domnívá, že viry jsou pozůstatky složitějších živých organismů, nikoliv neživé úseky DNA.

Evoluční výhoda

Bakteriofág sinici k životu potřebuje, je to celoživotní parazit. Sinice se bez soužití s ním obejde, ale k přežití jí pomáhá, když do ní virus občas vnese nový element. „Je naprosto jisté, že soutěž s parazity velice pohání evoluci kupředu,“ dodává Viktor Žárský.

Jak dodává, celé ty miliardy let se stále ustavuje jakási rovnováha, do níž paraziti patří – abychom evolučně „nezlenivěli“, musíme reagovat na náročné impulsy z okolí.

Knihovna plná genů

Cyanofágy napadající sinice rodu Prochlorococcus (mikrofotografie z elektronového mikroskopu, délka měřítka je 100 nm)

Bakteriofág, jehož útoky na sinice vědci studovali, za sebou dokáže „zavřít dveře,“ aby se do hostitelské bakterie nedostala jiný virus. „Zabrání tomu, aby bakterie byla nakažená jiným bakteriofágem,“ vysvětluje virolog Ivan Hirsch.

Podle Viktora Žárského je CRISPR, nástroj, který s sebou bakteriofág bere, aby mohl zabrzdit konkurenci, něco jako knihovna krátkých úseků genetické informace. Obrana napadené buňky je založená na vzájemném ovlivňování elementů v této knihovně.

Vědci jako „hackeři“

Se zmíněným nástrojem, který virus k útoku na bakterii používá, umí pracovat i vědci. Od roku 2012, kdy byl popsán, výrazně zrychluje jejich práci. „I my jsme tak trochu hackeři,“ připouští virolog. Díky znalosti „textů“, ze kterých jsme složeni my i naši nepřátelé se do genetické „čítárny“ dostáváme rychleji.

Člověk ale pracuje se zmíněnými sekvencemi genů jinak než bakterie, která se snaží vypnout cizorodý element, když do ní vejde. „Náš obranný mechanismus si řekne, tebe už jsem viděl,“ popisuje Hirsch.