Mįslingieji virusai - vyčių pagalbininkai

[Darius Kazlauskas]

Parazitinės vapsvos (šeima Ichneumonidae (liaudiškai - vyčiai) (1 pav.)) seniai domina mokslininkus. Č. Darvinas jas taip pat tyrinėjo. Šių vabzdžių neįprastas vystymąsis paskatino evoliucijos teorijos kūrėją suabejoti Dievo buvimu. Darvinas laiške JAV botanikui Asa Gray rašė: "I cannot persuade myself that a beneficent and omnipotent God would have designedly created the Ichneumonidae with the express intention of their feeding within the living bodies of Caterpillars, or that a cat should play with mice." (daugiau Darvino laiškų). Vyčių gyvenimo ciklas prasideda padėjus į vabzdžio pilvelį kiaušinius (2 pav.). Išsiritusi lerva auga maitindamąsi šeimininku. Vėliau jis miršta ir mumifikuojasi. Šeimininko egzoskeletas apsaugo vyčio lėliukę. Galiausiai parazitinė vapsva išsirita. Įdomu tai, kad minėtame cikle svarbų vaidmenį vaidina virusai [1]. 1967m. Ichneumonidų kiaušidėse buvo rastos virusinės dalelės. Jas turėjo visos vyčių patelės,  todėl manyta, kad jos gali būti paveldimos. Buvo aišku, kad dalelės pritaikytos eksportui į kiaušintakius, o vėliau, kartu su kiaušinėliais, - keliaudavo į vyčio auką. Vėliau paaiškėjo, kad šie virusai gamina medžiagas slopinančias vikšro imuninę sistemą bei vystymąsi. Jie buvo nepanašūs į kitus viduląstelinius parazitus, jų genomas suskaidytas į 30-40 žiedinių plazmidžių po 10-30 kbp kiekvienoje,  todėl jie priskirti naujai šeimai - Polydnaviridae.  Įdomus šių virusų vystymąsis: jų DNR, integruota į vapsvos genomą kiaušidėse, padauginama (3 pav., b1)), vėliau ji supakuojama į kapsidę ir kartu su kiaušiniais įšvirkščiama į vikšrą. Jame virusai padeda vyčiui vystytis, bet nesidaugina. Naujausiame žurnalo Science numeryje (323, 926 (2009)) detaliau nagrinėjama viruso genų evoliucija ir raiška [2]. Manoma, kad Polydnaviridae galėjo kilti iš Nudivirusų. Argumentuojama jų kapsidės panašumu (4 pav.), beje vyčio genome rasti 22 genai giminingi Nudivirusams. Jie koduoja viruso genų transkripcijos (RNR polimerazės subvienetai (p47)), pakavimo sistemos bei apvalkalo (p74, odv-e56-1) baltymus. Naudojant realaus laiko atvirkštinės transkripcijos PCR metodą stebėta šių genų raiška Ichneumoniduose (5 pav.). Ji nustatyta patelių kiaušidėse. 4'ių dienų lervose sintetinamas RNR pol. subvienetas (p47), 5'ą dieną reiškiasi apvalkalo genai. Manoma, kad Polydnaviridae kilo iš nudiviruso, kuris integravosi į vyčio genomą prieš 100mln. metų. Galbūt ši simbiozė padėjo mikrogastroidinio komplekso vapsvoms plačiai paplisti (šiuo metu šią grupę sudaro 17500 rūšių)(6 pav.).
Virusiniai genai, kurie eukariotuose atlieka fiziologinę funkciją buvo žinomi ir ankščiau. Pavyzdžiui placentos vystymęsi dalyvauja retrovirusinės kilmės sincitinai (sukelia trofoblastų diferenciaciją).  Tačiau polydnaviridae atvejis ypatingas tuo, kad pirmą kartą šeimininkas panaudojo parazito sistemas savo genų pernašai ir raiškai kitame organizme. Tolimesni šių virusų tyrimai galėtų padėti kuriant naujos kartos vektorius genų terapijoje.

Pagal:
1. Making Nice with Viruses, Science, 323, 926 (2009)
2. Polydnaviruses of Braconid Wasps Derive from an Ancestral Nudivirus , Science, 323, 926 (2009)
3. Тлевые наездники эффективнее паразитируют на тлях, когда у них разная пищевая специализация

Su pagarba
Darius Kazlauskas
http://groups.google.com/group/g-mokslai
+370 60191333