Kan et viralt genom frembringes af både DNA og RNA?

Virus indeholder typisk deres genetiske information kodet i molekyler af enten DNA eller RNA - enten den ene eller den anden, men ikke begge. I april 2012 opdagede forskere ved Portland State University en usædvanlig virus med et genom fremstillet af både RNA og DNA. Ingen ved, om det er en bizar, enkelt forekomst, eller om der findes andre lignende vira derude.

DNA vs RNA

Næsten alle levende organismer bærer arvelig information kodet i molekyler af DNA . Virus er en usædvanlig undtagelse. Adskillige biologer mener ganske vist ikke, at vira er en form for "liv", da de ikke kan reproducere alene. Selvom mange vira har DNA-genomer, har andre som HIV og influenza genene fremstillet af RNA i stedet. RNA og DNA er meget ens: begge er fremstillet af kæder af kemiske enheder hæftet sammen af ​​en bestemt type kemisk forbindelse kaldet en phosphodiester binding. Der er dog to vigtige forskelle mellem RNA og DNA. RNA indeholder en kemisk enhed, der ikke findes i DNA kaldet uracil. Derudover har de kemiske enheder i RNA et yderligere oxygenatom knyttet til sukkerdelen af ​​hver enhed. Denne forskel gør RNA mere ustabil og mere tilbøjelige til at bryde ned.

Hybrid DNA-RNA Genome

Forskere har længe troet, at virale genomer kunne fremstilles fra enten DNA eller RNA, men ikke begge. I april 2012 annoncerede forskere ved Portland State University i Oregon opdagelsen af ​​en virus, de kaldte RNA-DNA-hybridvirus eller RDHV i farvandet i Boiling Springs Lake i Lassen Volcanic National Park. Genomet af denne virus er lavet af DNA, men et af generne i dette genom er ekstremt ligner gener, der kun findes i RNA-vira, hvilket stærkt tyder på, at viruset på et tidspunkt tidligere havde et hybridgenom lavet af begge DNA og RNA. Viruset blev fundet i søvandet ved at løbe vand gennem et filter for at opfange vira til DNA-sekventering, så forskere ved ikke, hvad det gør, eller hvilken type organisme det inficerer, hvor rigeligt viruset er, eller om det kan overleve i andre miljøer. På dette tidspunkt er RDHV den eneste kendte forekomst af et RNA-virus, der danner en hybrid med en DNA-virus.

Oprindelse

Der er to måder at et gen fra en RNA-virus kunne være blevet en del af af genomet af et DNA-virus. Et RNA-virus og en DNA-virus kunne have inficeret samme celle samtidig; hvis et af RNA-generne blev omdannet eller omdannet til DNA, kunne det resulterende DNA være blevet blandet op med det DNA-virale genom og derved skabe hybrid. Alternativt kunne en streng af DNA og en streng af RNA være limet sammen i en celle inficeret med begge slags vira. Baseret på det, vi ved lige nu, kan videnskabsmændene ikke helt sikkert fortælle hvilke af disse to scenarier der gav anledning til hybriden i Boiling Lake. De ved heller ikke, om denne type hybrid vil have nogen fordel i forhold til konkurrencen.

Implikationer

Der er et gigantisk antal vira i verdens oceaner, hvoraf de fleste inficerer bakterier. Den gennemsnitlige milliliter havvand indeholder en anslået flere millioner virus. Langt størstedelen af ​​oceanvira er ikke blevet navngivet, isoleret eller identificeret, selvom forskere har indsamlet DNA-sekvensdata for tusindvis af endnu ikke identificerede oceanvira gennem et projekt kaldet Global Ocean Survey. Portland State scientists forsøgte at søge Global Ocean Survey data for sekvenser svarende til dem i RDHV for at afgøre, om der kunne være andre RNA-DNA-hybridvira derude, og de fandt adskillige matchende sekvenser, alle fra endnu ikke identificerede vira. Denne tantaliske antydning antyder, at der kan være andre RNA-DNA-hybridvira et sted i verdens oceaner. Selv om forskere, der studerer vira, ikke ser specifikt ud på RNA-DNA-hybrider, forsøger de at lære mere om det forvirrende antal virus, der findes i naturen, og som denne forskning skrider frem, er det muligt, at de måske finder andre lignende hybrider andre steder.