Scoperto un virus gigante che è forse alla base della vita complessa

Un gruppo di scienziati giapponesi ha annunciato sulle pagine della rivista 'Journal of Virology' la scoperta del 'Medusavirus', un virus gigante che potrebbe aiutare a fare luce sulle origini della replicazione del DNA, che è alla base dell'evoluzione della vita complessa.
Stefano Pisani, 12 Maggio 2019
Micron
Micron
Giornalista Scientifico

Un nuovo virus gigante di recente scoperta potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio come sia emersa la vita complessa. In particolare, potrebbe essere fatta più luce sulle origini della replicazione del DNA, che è alla base dell’evoluzione della vita complessa.
La scoperta del “Medusavirus” è stata annunciata dalle pagine della rivista Journal of Virology da parte di scienziati giapponesi di Tokyo e Kyoto. Si tratta di un microrganismo che sin da subito ha attirato l’attenzione e la curiosità dei ricercatori soprattutto per la sua capacità di trasformare l’ameba in “pietra” (da cui il nome con cui è stato battezzato). Un team di studiosi guidato da Masaharu Takemura, virologo presso l’Università della Scienza di Tokyo, e Hiroyuki Ogata dell’Università di Kyoto in Giappone, è riuscito recentemente a isolare questo virus che mostrava la capacità di trasformare quasi completamente un’ameba in una cisti simile a una pietra: il Medusavirus colpisce infatti una specie di ameba conosciuta come Acanthamoeba castellanii e la induce a sviluppare un guscio duro, di consistenza quasi pietrosa.
Dall’osservazione del Medusavirus, gli scienziati hanno scoperto che la replicazione del DNA si verificava nel nucleo dell’ameba ospite e hanno individuato prove di scambio di informazioni genetiche tra l’ospite e il virus mentre mutavano entrambi, in una sorta di “evoluzione” reciproca.
I ricercatori hanno inoltre trovato che questo virus gigante ospita nel suo genoma molto antico alcune delle complesse proteine ​​che rappresentano gli elementi costitutivi degli organismi eucarioti come animali, piante e anche esseri umani. Comprendere il motivo della presenza di queste proteine ​​nel genoma del virus potrebbe aiutare gli scienziati ad affrontare alcune delle domande più difficili sulle nostre origini. Infatti, «la ricerca sulla genomica del virus gigante indica che esiste probabilmente una relazione tra il Medusavirus e l’origine della vita eucariotica», dichiara Takemura.
Un virus non possiede tutti quei “macchinari” che sono necessari per la sua replicazione.
Esso agisce quindi sfruttando quello che si trova all’interno di una cellula dell’organismo ospite, rilasciando il suo genoma e “hackerando” in qualche modo i meccanismi della cellula. Quando un virus invade un organismo, utilizza dunque alcuni dei geni dell’ospite per replicarsi: questo processo può lasciare un segno sul DNA dell’ospite, come una sorta di impronta digitale, che viene poi tramandato per generazioni. Ma, contemporaneamente, è anche lo stesso ospite a interagire col virus, e quest’ultimo adotta nuove sequenze genetiche che vengono preservate nel tempo. In sostanza, ospite e virus si fondono insieme, ed è proprio questa “co-evoluzione” che è forse la scoperta più interessante di questo nuovo studio.
I virus vengono solitamente classificati in base alle loro caratteristiche genetiche, cioè a seconda di come generano l’mRNA per produrre proteine ​​e materiale genetico.
Il Medusavirus è un virus dal DNA nucleocitoplasmico di grandi dimensioni che appartiene a un gruppo di virus eucariotici scoperti di recente con genomi di DNA a doppia elica (dsDNA) grandi e complessi. Si tratta tuttavia di un virus speciale perché, a differenza della maggior parte dei virus, esso contiene geni che codificano per le proteine​ ​coinvolte nel “confezionamento” del DNA. Il Medusavirus esibisce infatti una serie completa di “istoni”, ossia proteine ​​che si sono evolute allo scopo di mantenere il DNA piegato all’interno del nucleo e regolare l’espressione genica. Si tratta di un aspetto particolarmente insolito se si considera che i virus non hanno un nucleo; questo potrebbe significare che durante la co-evoluzione, il virus potrebbe aver acquisito i geni che codificano questi istoni. Sulla base di questi risultati, gli studiosi hanno affermato che il Medusavirus è membro di una famiglia di virus completamente nuova.
Quando il Medusavirus “pietrifica” l’ameba, lo fa andando ad alterare la cellula direttamente dal suo nucleo. Il virus trasferisce il suo DNA per iniziare la replicazione e utilizza la propria DNA polimerasi (un enzima che sintetizza il DNA) e gli istoni ma, nel complesso, si basa sull’ospite per completare il processo. I risultati di un’analisi evolutiva condotta dagli autori della ricerca suggeriscono che, nell’albero dell’evoluzione, la DNA polimerasi del Medusavirus si trova all’origine della DNA polimerasi presente negli eucarioti.
Come afferma uno degli autori, Genki Yoshikawa dell’Università di Kyoto, questo potrebbe significare che la nostra DNA polimerasi «probabilmente ha avuto origine dal Medusavirus o da uno dei suoi ‘parenti’».

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