The RNA virome of early metazoans sheds light on long-term virus-host relationships
من خلال تحليل بيانات النسخ المتماثل (الترانسكريبتوم) من الحيوانات متعددة الخلايا المبكرة، تحدد هذه الدراسة ٢٦ فيروساً جديداً من نوع RNA تكشف عن كل من الارتباطات القديمة والمستمرة بين المضيف والفيروس والتي تعود إلى بدايات التطور الحيواني، وأدلة على انتقال حديث للأنواع عبر الأنواع، مما يوسع بشكل كبير التنوع المعروف والتاريخ التطوري للمجموعات الفيروسية من نوع RNA في الـ Ctenophores والـ Placozoans.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تعد الفيروسات أكثر الكيانات البيولوجية وفرة على وجه الأرض، ومع ذلك تظل غير مرئية لنا إلى حد كبير، حيث تختبئ داخل خلايا كل كائن حي. لعقود من الزمن، رسم العلماء خريطة لعالم الفيروسات من خلال النظر إلى الحيوانات التي نعرفها جيداً، مثل البشر والماشية والحشرات الشائعة. وقد خلق هذا صورة لتطور الفيروسات منحازة بشدة نحو المألوف. ومع ذلك، لفهم تاريخ الحياة على الأرض حقاً، يجب على الباحثين النظر إلى البدايات الأولى لشجرة العائلة الحيوانية. هناك مجموعتان من الحيوانات انفصلتا عن بقية المملكة الحيوانية قبل مئات الملايين من السنين، قبل وجود الأسماك أو الحشرات أو الثدييات بوقت طويل. إحدى المجموعتين هي "هلاميات المشط" (comb jellies)، وهي مفترسات هلامية تنجرف عبر المحيط مع صفوف من الأهداب المتلألئة. والمجموعة الأخرى هي "البلاكووزوا" (placozoans)، وهي كائنات صغيرة مسطحة على شكل أقراص تزحف على الصخور في المياه الضحلة، وهي بسيطة لدرجة أنها تفتقر إلى جهاز عصبي أو أمعاء. ولأن هذه الحيوانات تمثل الفروع الأولى للحياة الحيوانية، فإن الفيروسات التي تصيبها قد تحمل المفاتيح لفهم كيف تطورت الفيروسات والحيوانات معاً منذ فجر الزمان.
لقد شرع فريق من الباحثين في الكشف عن العالم الفيروسي الخفي لهذه الكائنات القديمة. وبدلاً من صيد حيوانات جديدة في المحيط واختبارها في المختبر، توجهوا إلى أرشيف رقمي ضخم للبيانات الجينية التي جمعها العلماء من جميع أنحاء العالم بالفعل. ومن خلال البحث في ملايين التسلسلات الجينية من الدراسات المتاحة علناً، بحث الفريق عن البصمات الجينية لفيروسات الحمض النووي الريبي (RNA)، وهي فئة رئيسية من الفيروسات تشمل العديد من المسببات المرضية المعروفة. لقد ركزوا تحديداً على المادة الوراثية لهلاميات المشط والبلاكووزوا، بحثاً عن أي تسلسلات فيروسية تم التقاطها عرضياً أثناء عملية دراسة هذه الحيوانات نفسها. سمح هذا النهج لهم بمسح مجموعة واسعة من الأنواع والأنسجة، من الأجنة الصغيرة لهلاميات المشط إلى الأجسام الكاملة للبلاكووزوا، دون الحاجة إلى جمع عينات جديدة.
وقد أسفر البحث عن حصاد مفاجئ؛ حيث حدد الباحثون ستة وعشرين تسلسلاً فيروسياً متميزاً، تمثل إحدى عشرة مجموعة مختلفة من الفيروسات. وكان الكثير منها جديداً تماماً على العلم، ولم يسبق رؤيته في أي قاعدة بيانات. تنتمي هذه الفيروسات إلى عائلات تصيب نطاقاً واسعاً من الحياة، بما في ذلك النباتات والفطريات والحيوانات الأخرى. وكانت بعض الفيروسات التي عُثر عليها مختلفة تماماً عن أي شيء معروف سابقاً لدرجة أنها شكلت فروعاً عميقة خاصة بها في شجرة التطور، مما يشير إلى أنها تطورت جنباً إلى جنب مع مضيفيها لفترة طويلة للغاية. على سبيل المثال، وجد الفريق نوعاً جديداً من الفيروسات في هلام المشط من نوع Beroe ovata ينتمي إلى نفس العائلة التي تصيب الأسماك والبشر. وقد استقر هذا الفيروس الجديد عند القاعدة تماماً لشجرة عائلته، مما يعني أنه تباعد عن أقاربه قبل مئات الملايين من السنين، ربما عندما كانت أولى الحيوانات بدأت في الظهور للتو.
ومع ذلك، لم تكن القصة قصة شراكات قديمة وثابتة فحسب. فقد وجد الباحثون أيضاً فيروسات يبدو أنها انتقلت مؤخراً من مضيف إلى آخر. فبعض الفيروسات التي وُجدت في هذه الحيوانات القديمة كانت مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بفيروسات توجد في الحشرات أو النباتات أو الفطريات الحديثة، مما يشير إلى أن هذه الغزاة المجهرية تنتقل باستمرار بين الأنواع المختلفة في المحيط. ويشير هذا المزج والتبادل إلى أن المحيط هو مفترق طرق مزدحم حيث تغير الفيروسات مضيفيها بشكل متكرر، بدلاً من أن تظل محبوسة في علاقة واحدة إلى الأبد. كما كشفت الدراسة أن هذه الفيروسات ليست مجرد عابرة؛ فهي موجودة حتى في المراحل الأولى من الحياة، بما في ذلك أجنة هلاميات المشط، مما يشير إلى أن العدوى يمكن أن تبدأ قبل أن يتشكل الحيوان بالكامل.
تضمن أحد الاكتشافات الأكثر إثارة هيكل الفيروسات نفسها. فمن خلال استخدام النمذجة الحاسوبية المتقدمة للتنبؤ بالأشكال ثلاثية الأبعاد للبروتينات الفيروسية، أكد الباحثون أن بعض هذه الفيروسات القديمة تشترك في نفس اللبنات الأساسية مع الفيروسات التي تصيب الأسماك والبشر اليوم. وهذا التشابه الهيكلي، مقترناً بموقعها العميق في شجرة التطور، يدعم فكرة أن هذه الفيروسات هي ناجيات قديمة. ومع ذلك، فإن الصورة معقدة؛ فبينما يبدو أن بعض الفيروسات قد تعايشت مع مضيفيها منذ بداية الحياة الحيوانية، يبدو أن غيرها واصلات حديثة، حيث انتقلت إلى هذه الحيوانات القديمة من فرائسها أو من المياه المحيطة بها. وتشير الدراسة إلى أن العالم الفيروسي للحيوانات المبكرة هو مزيج ديناميكي من الروابط التاريخية العميقة والتبادل المستمر والمتواصل.
تتحدى هذه النتائج الرؤية البسيطة التي تفترض أن الحيوانات القديمة لا تضم سوى فيروسات قديمة. بدلاً من ذلك، تكشف الدراسة عن نظام بيئي غني ومتنوع حيث تحدث العلاقات طويلة الأمد والقفزات الحديثة جنباً إلى جنب. وأشار الباحثون إلى أن بعض الفيروسات التي وجدوها كانت متميزة للغاية لدرجة أنه لم يكن بإمكانهم وضعها بثقة ضمن الفئات الموجودة، مما يشير إلى تنوع شاسع وغير مستكشف للحياة في المحيط بدأنا للتو في إلقاء نظرة عليه. ومن خلال النظر في البصمات الجينية التي تركتها هذه الكائنات البسيطة والقديمة، توفر الدراسة نافذة جديدة على الماضي السحيق للتطور الفيروسي. إنها تظهر أن تاريخ الفيروسات ليس خطاً مستقيماً، بل هو شبكة متشابكة، منسوجة من كل من الانجراف البطيء والثابت للتطور المشترك والقفزات المفاجئة والحادة للعدوى عبر حدود الأنواع. ويعمل هذا العمل على توسيع فهمنا لأماكن عيش الفيروسات وكيفية تحركها، مذكراً إيانا بأن حتى أبسط الحيوانات تحمل في طياتها تاريخاً معقداً وعريقاً من الحياة الفيروسية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.