S dolaskom proljeća i izlaskom sunca nakon mjeseci tame, život se vraća na Arktik. Polarni medvjedi izlaze iz svojih zimskih brloga, arktičke čigre se vraćaju s dugog puta prema jugu, a mošusna goveda kreću na sjever. No, životinje nisu jedine koje proljetno sunce budi. Alge, koje su tijekom zime uspavane na ledu, počinju cvjetati u proljeće, zacrnjujući velike površine leda. Kada led potamni, njegova sposobnost reflektiranja sunčevih zraka smanjuje se, što ubrzava njegovo topljenje. Povećano topljenje dodatno pogoršava globalno zagrijavanje.
Istraživači su možda pronašli način kako kontrolirati rast snježnih algi, što bi dugoročno moglo smanjiti topljenje leda. Naime, postdoktorica Laura Perini s Odjela za znanost o okolišu na Sveučilištu Aarhus i njezini kolege otkrili su divovske viruse koji žive na ledu zajedno s algama. Njihova otkrića objavljena su u časopisu Microbiome. Perini vjeruje da se virusi hrane snježnim algama i mogli bi djelovati kao prirodni mehanizam kontrole cvjetanja algi.
“Ne znamo puno o tim virusima, ali mislim da bi mogli biti korisni u smanjenju topljenja leda uzrokovanog cvjetanjem algi. Koliko su specifični i koliko bi učinkoviti bili, još ne znamo. No, daljnjim istraživanjem nadamo se da ćemo odgovoriti na neka od tih pitanja,” objašnjava Perini. Virusi su obično mnogo manji od bakterija. Redoviti virusi mjere 20-200 nanometara, dok je tipična bakterija veličine 2-3 mikrometra. Drugim riječima, normalni virus je oko 1000 puta manji od bakterije.
Divovski virusi
Međutim, to nije slučaj s divovskim virusima. Divovski virusi narastu do veličine od 2,5 mikrometra, što je veće od većine bakterija. No, divovski virusi nisu samo veći po veličini. Njihov genom je puno veći od običnih virusa. Bakteriofagi—virusi koji inficiraju bakterije—imaju između 100.000 i 200.000 baza u svom genomu. Divovski virusi imaju oko 2.500.000. Divovski virusi prvi put su otkriveni 1981. godine, kada su istraživači pronašli ove viruse u oceanu. Ovi virusi su specijalizirani za inficiranje zelenih algi u moru. Kasnije su divovski virusi pronađeni u tlu na kopnu, pa čak i u ljudima.
No, ovo je prvi put da su divovski virusi pronađeni na površinskom ledu i snijegu gdje dominiraju mikroalge, objašnjava Perini. “Analizirali smo uzorke s tamnog leda, crvenog snijega i topljenih rupa (kriokonita). U tamnom ledu i crvenom snijegu pronašli smo tragove aktivnih divovskih virusa. To je prvi put da su pronađeni na površinskom ledu i snijegu s visokom prisutnošću pigmentiranih mikroalgi,” kaže ona.
Prije nekoliko godina, smatralo se da je ovaj dio svijeta sterilan i bez života. No danas znamo da tamo žive različiti mikroorganizmi, uključujući divovske viruse. “Postoji cijeli ekosustav oko algi. Osim bakterija, vlaknastih gljiva i kvasaca, tu su protisti koji jedu alge, različite vrste gljiva koje ih parazitiraju te divovski virusi koje smo pronašli i koji ih inficiraju. Da bismo razumjeli biološke kontrole koje djeluju na cvjetanje algi, moramo proučiti te tri skupine,” nastavlja Perini.
DNK analiza
Iako su virusi ‘divovski’, ne mogu se vidjeti golim okom. Perini ih još nije vidjela ni pod svjetlosnim mikroskopom, ali se nada da će to učiniti u budućnosti. “Način na koji smo otkrili viruse bio je analizom DNK u uzorcima koje smo uzeli. Pročešljavanjem ovog velikog skupa podataka, tražeći specifične markere gena, pronašli smo sekvence koje su visoko slične poznatim divovskim virusima,” objašnjava.
Da bi bili sigurni da virusni DNK nije došao od davno mrtvih mikroorganizama, već od živih i aktivnih virusa, tim je također izvadio sav mRNA iz uzorka. Kada se sekvence DNK koje tvore gene aktiviraju, one se transkribiraju u jednolančane dijelove zvane mRNA. Ovi dijelovi djeluju kao recepti za izgradnju proteina koji su potrebni virusu. Ako su prisutni, virus je živ.
“U ukupnoj mRNA sekvenciranoj iz uzoraka, pronašli smo iste markere kao i u ukupnom DNK, tako da znamo da su transkribirani. To znači da su virusi živi i aktivni na ledu,” kaže Perini. U središtu divovskih virusa nalazi se skupina DNK. Ta DNK sadrži sve genetske informacije ili recepte potrebne za stvaranje proteina—kemijskih spojeva koji obavljaju većinu posla u virusu. Ali da bi koristio te recepte, virus ih mora transkribirati iz dvolančane DNK u jednolančanu mRNA.
Normalni virusi to ne mogu učiniti. Umjesto toga, imaju niti RNK koje plutaju u stanici čekajući da budu aktivirane kada virus inficira organizam i preuzme njegove stanične proizvodne kapacitete. Divovski virusi to mogu učiniti sami, što ih čini vrlo različitim od normalnih virusa. Dok se DNK mrtvih virusa može pronaći u uzorcima, mRNA se razgrađuje puno brže. Stoga je mRNA važan marker virusne aktivnosti. Drugim riječima, mRNA recepti određenih proteina pokazuju da su virusi živi i aktivni.
Novo otkriće
Budući da su divovski virusi relativno novo otkriće, o njima se ne zna puno. Za razliku od većine drugih virusa, imaju mnogo aktivnih gena koji im omogućuju popravak, replikaciju, transkripciju i prevođenje DNK. Ali zašto je to tako i za što točno koriste te gene, nije poznato. “Koje domaćine divovski virusi inficiraju, ne možemo točno povezati. Neki od njih možda inficiraju protiste dok drugi napadaju snježne alge. Jednostavno još ne možemo biti sigurni,” kaže Perini.
Perini marljivo radi na otkrivanju više o divovskim virusima i uskoro će objaviti još istraživanja. “Nastavljamo proučavati divovske viruse kako bismo saznali više o njihovim interakcijama i točno kojoj je njihova uloga u ekosustavu. Kasnije ove godine objavit ćemo još jednu znanstvenu studiju s dodatnim informacijama o divovskim virusima koji inficiraju uzgojenu mikroalgu koja uspijeva na površinskom ledu grenlandskog ledenog pokrivača,” zaključuje Perini.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
