Duboko u sibirskoj permafrosti, gotovo stotinu metara ispod smrznute zemlje, stoljećima je stajala uspavana. Iznad tla su se ledenjaci povukli, stigli su drevni ljudi i na kraju se razvila civilizacija.
Povezani sadržaj
- Mikrobiolozi stalno pronalaze divovske viruse u topljenju permafrosta
- Biljke smrznute pod ledenjakom za 400 godina mogu se vratiti u život
Sada je to odmrznuto i oživljeno, zahvaljujući timu francuskih znanstvenika. To je virus, a njegovo uskrsnuće poput zombija pokazuje da mikrobi mogu ustrajati mnogo duže nego što su znanstvenici ranije zamislili.
Desetinama tisuća godina virus je ostao u potpunosti zamrznut. Mikrob, međutim, nije bio sasvim mrtav - dijelom zato što se bilo koji virus, prema biološkim standardima, ne može uistinu opisati živim. Svi virusi zahtijevaju stanice domaćina da se razmnožavaju, a između reproduktivnih ciklusa postoje kao inertna čestica koja se naziva virion, otprilike analogno sjemenu biljke.
2000. godine, znanstvenici, pod vodstvom Jean-Michela Claverieja i Chantala Abergela sa Sredozemnog instituta za mikrobiologiju, stigli su u Anyuysk, udaljeni grad u sibirskoj regiji Chukotka, kako bi pretražili nove viruse u prethodno neistraženim sredinama. Ranije se nagađalo (i otada je dokazano) da se organizmi mogu zamrznuti desetinama tisuća godina, a zatim uspješno oživjeti, pa su istraživači izbušili duboko u izdanku trajno smrznutog tla uz obale rijeke Anuy kako bi pretražili za neke.
Regija Chukotka, prikazana crvenom bojom, gdje su znanstvenici uzorkovali permafrost. (Slika putem Wikimedia Commons / Marmelad) S jezgrom smrznute zemlje koju su izvadili obrađivali su se izuzetno pažljivo, premazavši njezinu vanjsku površinu trljanjem alkoholom kako bi uklonili onečišćenje, a zatim iz njenog središta izvadili sićušan uzorak tla i spremili ga u sterilnu vrećicu. Koristeći radiokarbonsko datiranje, znanstvenici su datirali starost tla negdje između 34.000 i 37.000 godina.
Prolazile su godine, a znanstvenici su na kraju analizirali uzorak, zajedno s drugima. Više od desetljeća kasnije napokon su objavili da su doista pronašli održiv virus u uzorku permafrosta - i to mnogo neobičnije nego što su očekivali.
"Pretpostavili smo da bi virioni mogli ostati zarazni barem tako dugo", kaže Claverie. "Iznenađenje je nastalo iz činjenice da je riječ o divovskom virusu i vrste koji se potpuno razlikuje od prethodnih [modernih]."
Do 2003. godine mislilo se da su svi virusi sićušni - potpuno nevidljivi pod standardnim svjetlosnim mikroskopom i djelić veličine većine bakterijskih stanica. Otkad je otkriveno nekoliko gigantskih virusa, uključujući pandoraviruse, koje su Claverie i Abergel otkrili u uzorku vode prikupljenom uz čileansku obalu, koji je držao rekord veličine duljine oko jedan mikrometar, odnosno tisuću milimetra.
Ali njihov novi virus Pithovirus sibericum, opisan u radu objavljenom danas u Proceedings of the National Academy of Sciences, nevjerojatan je 1, 5 mikrometar, između 10 i 100 puta veći od virusa prosječne veličine. Pod mikroskopom je lako vidljiv kao ovalni obrubljen tamno crnom omotnicom s perforiranim čepom na kraju, veličine bakterijske stanice.
Detaljni prikazi mikroskopa na virus: A usredotočuje se na njegov perforirani čep; B prikazuje presjek, sa strelicom koja je usmjerena na cjevastu strukturu u sredini; C prikazuje pogled odozgo na čep; D prikazuje pogled odozdo virusa na suprotnom kraju. (Ljubaznošću Julije Bartoli i Chantal Abergel, IGS i CNRS-AMU) Ne predstavlja opasnost za ljude jer isključivo inficira jednocelične organizme zvane amebe - nešto što su znanstvenici otkrili kad su oživjeli mikrob iz njegovog inertnog virionskog oblika zagrijavanjem i stavljanjem u petrijevu posudu sa živim amebama. Nakon što je oživio, virus je ušao u stanice ameba, oteo metaboličke strojeve stanica da stvore mnoge kopije, te podijelio otvorene stanice, ubijajući ih i oslobađajući se kako bi inficirao daljnje stanice.
Ranije poznati gigantski virusi također zaraze amebe, vjerojatno zbog toga što je lako ući u njih. Amebe se hrane fagocitozom koristeći svoje stanične membrane da progutaju čestice i organizme; da bi gigantski virus mogao ući u amebu, sve što treba učiniti je dopustiti da propadne. Budući da većina ljudskih i drugih životinjskih stanica na ovaj način ne proguta čestice, virusi koji nas zaraze uglavnom moraju koristiti složenije metode ulaska, koje zabranjuju tako ogromne veličine.
Za znanstvenike je najvažniji aspekt novog otkrića ono što su otkrili kad su izolirali virus virusa i sekvencionirali njegove gene. "Njegova veličina genoma mnogo je manja nego što se očekivalo od veličine čestica, samo 500 gena", kaže Claverie, "gdje ostale dvije obitelji divovskih virusa imaju više od tisuću". Uz to, proces replikacije novog virusa mnogo je sličniji onome virusa standardne veličine, nego ostali gigantski virusi, što navodi Claverie da ga opiše kao nešto "mosta" između divovskih virusa i tradicionalnih.
Do sada su otkrivene dvije obitelji divovskih virusa (megavirusi i pandoravirusi) bile vrlo genetski slične. Otkrivanje radikalno različitog divovskog virusa u nasumično odabranom uzorku permafrosta, kažu istraživači, ukazuje da su gigantski virusi mnogo češći i raznovrsniji nego što se mislilo.
Postoji i činjenica da je ovaj virus preživio najmanje 30 000 godina u smrznutom tlu. Budući da se virusi ne bave većinom samoodrživih aktivnosti koje obavljaju svi oblici života (na primjer, ne usporavaju energiju za regulaciju vlastitog metabolizma), čini se da mogu dugoročno preživjeti u inertnom stanju. nego bilo koji životni oblik. Ako je jedina granica vrijeme njihovog postojanja DNK, moguće je da mogu preživjeti nekoliko milijuna godina prije nego što ga prirodna radioaktivnost sa Zemlje nepopravljivo ošteti. Claverie i Abergel trenutno uzorkuju starije slojeve smrznutog tla u potrazi za još starijim virusima.
No iako ovaj određeni virus ne predstavlja nikakvu prijetnju ljudskom zdravlju, njegovo otkriće postavlja nemirna pitanja. "[Ovo] je dobar dokaz da je ideja da se virus može" iskorijeniti "s planete očigledno pogrešna i daje nam lažni osjećaj sigurnosti", kaže Claverie. Dok Arktik i subarktik toplo pokazuju, "miniranje i bušenje znače dovođenje ljudskih naselja i kopanje kroz te drevne slojeve prvi put u milijunima godina. Ako su održivi virioni još uvijek tu, to je dobar recept za katastrofu."
