Inhoud
Virussen slaan meestal hun genetische informatie op die is gecodeerd in moleculen van DNA of RNA - het ene of het andere, maar niet beide. In april 2012 ontdekten wetenschappers van de Portland State University echter een ongewoon virus met een genoom gemaakt van zowel RNA als DNA. Niemand weet of dit een bizarre gebeurtenis is of dat er andere vergelijkbare virussen zijn.
DNA versus RNA
Vrijwel alle levende organismen dragen erfelijke informatie gecodeerd in DNA-moleculen. Virussen zijn een ongewone uitzondering. Toegegeven, veel biologen beschouwen virussen niet als een vorm van 'leven' omdat ze zich niet zelfstandig kunnen voortplanten. Hoewel veel virussen DNA-genomen bevatten, hebben anderen zoals HIV en de griep in plaats daarvan genomen van RNA. RNA en DNA lijken erg op elkaar: beide zijn gemaakt van ketens van chemische eenheden die aan elkaar zijn geniet door een specifiek type chemische link, een fosfodiësterbinding. Er zijn echter twee belangrijke verschillen tussen RNA en DNA. RNA omvat een chemische eenheid die niet in DNA wordt gevonden, uracil genoemd. Bovendien hebben de chemische eenheden in RNA één extra zuurstofatoom bevestigd aan het suikerdeel van elke eenheid. Dit verschil maakt RNA onstabieler en vatbaarder voor afbraak.
Hybride DNA-RNA-genoom
Wetenschappers hebben lang gedacht dat virale genomen gemaakt konden worden van DNA of RNA, maar niet beide. In april 2012 kondigden wetenschappers van de Portland State University in Oregon echter de ontdekking aan van een virus dat ze RNA-DNA hybride virus of RDHV noemden in de wateren van Boiling Springs Lake in het Lassen Volcanic National Park. Het genoom van dit virus is gemaakt van DNA, maar een van de genen in dit genoom is extreem vergelijkbaar met genen die alleen in RNA-virussen worden gevonden, wat sterk suggereert dat dit virus op een bepaald moment in het verleden een hybride genoom had dat was gemaakt van beide DNA en RNA. Het virus werd in het meerwater gevonden door water door een filter te laten stromen om virussen voor DNA-sequencing vast te leggen, zodat wetenschappers niet weten wat het doet of welk type organisme het infecteert, hoe overvloedig het virus is, of dat het kan overleven in andere omgevingen . Op dit moment is RDHV het enige bekende geval van een RNA-virus dat een hybride vormt met een DNA-virus.
Origins
Er zijn twee manieren waarop een gen van een RNA-virus onderdeel kan zijn geworden van het genoom van een DNA-virus. Een RNA-virus en een DNA-virus kunnen dezelfde cel tegelijkertijd hebben geïnfecteerd; als een van de RNA-genen was omgezet of vertaald in DNA, had het resulterende DNA kunnen worden vermengd met het virale DNA-genoom, waardoor de hybride is ontstaan. Als alternatief kunnen een DNA-streng en een RNA-streng aan elkaar zijn gelijmd in een cel die is geïnfecteerd met beide soorten virussen. Op basis van wat we nu weten, weten wetenschappers niet zeker welke van deze twee scenario's aanleiding gaf tot de hybride in Boiling Lake. Ze weten ook niet of dit type hybride enig voordeel zou hebben ten opzichte van de concurrentie.
Implicaties
Er is een gigantisch aantal virussen in de oceanen van de wereld, waarvan de meeste bacteriën infecteren. De gemiddelde milliliter zeewater bevat naar schatting enkele miljoenen virussen. De overgrote meerderheid van oceaanvirussen is niet genoemd, geïsoleerd of geïdentificeerd, hoewel wetenschappers DNA-sequentiegegevens hebben verzameld voor duizenden nog niet geïdentificeerde oceaanvirussen via een project genaamd de Global Ocean Survey. De wetenschappers van de Portland State probeerden de gegevens van de Global Ocean Survey te doorzoeken op sequenties die vergelijkbaar zijn met die in RDHV om te bepalen of er misschien andere RNA-DNA hybride virussen zijn en ze vonden verschillende overeenkomende sequenties, allemaal van nog niet geïdentificeerde virussen. Deze verleidelijke aanwijzing suggereert dat er ergens in de wereldzeeën andere RNA-DNA hybride virussen kunnen zijn. Hoewel wetenschappers die virussen bestuderen niet specifiek op zoek zijn naar RNA-DNA-hybriden, proberen ze meer te leren over de verbijsterende verscheidenheid aan virussen die in de natuur worden aangetroffen, en naarmate dit onderzoek vordert, kunnen ze elders vergelijkbare hybriden vinden.