נגיף "טורף" נגיף?

נגיף קטן מתחרה בנגיף ענק, ואף מצליח.

ברשומה קודמת התוודענו לנגיף הענק, Mimivirus ("Mimivirus - הרבה יותר מנגיף"). מאז התבשרנו על גילוי נגיף נוסף מקבוצה זו, גדול במקצת מ-Mimivirus, שכונה Mamavirus (כי הוא גדול כל-כך שהוא עשוי להיות ה"אמא" של Mimivirus ...), שגם בו למעלה מ-900 חלבונים. נגיף זה, גם הוא של אמבות, התגלה בפריז, במים של מגדל קירור. לגילוי אחראים ברנרד לה-סקולה (La Scola - שגילה גם את Mimivirus) ועמיתיו מהמרכז הלאומי למחקר (CNRS) במרסיי. 

השוואה גנטית בין שני נגיפי הענק מורה שהם זנים שונים של אותו הנגיף:
 (APMV - Acanthamoeba polyphaga mimivirus).

Mamavirus במיקרוסקופ אלקטרונים

נגיפי Mamavirus בתוך אמבה - במיקרוסקופ אלקטרונים

בניגוד לנגיפים הקטנים יותר, המשתמשים באנזימים של התא המאכסן כדי לשכפל את החומר התורשתי שלהם ולייצר את חלבוני המעטפת, נגיפי הענק בונים, תוך הפעלת חלק לא-מבוטל מהגנים שלהם, מבנה תוך-תאי מיוחד שבו מתרחשים תהליכי שכפול ה-DNA וייצור החלבונים הנגיפיים.

ואולם, גילוי נגיף ה-Mamavirus הועמד בצל התגלית שלנגיף-הענק נלווה נגיף אחר, קטן הרבה יותר, שכונה ספוטניק (Sputnik - על שם הלוויין המלאכותי הראשון בחלל). ספוטניק הוא נגיף קטן - קוטרו כ-50 ננומטר והגנום שלו (DNA מעגלי דו-גדילי שאורכו 18,343 זוגות נוקלאוטידים) מכיל 21 גנים בלבד. ספוטניק התגלה לראשונה בתמונות מיקרוסקופ אלקטרונים של Mamavirus. לה סקולה ועמיתיו הראו שספוטניק יכול להדביק רק תאי אמבות המודבקים ב-Mamavirus או Mimivirus, ושהנגיף הקטן משתמש להכפלתו במבנה התוך-תאי של נגיף-הענק. כתוצאה מ"השתלטות" הנגיף הקטן
על המבנה, נוצרים הרבה פחות נגיפי-ענק, וחלק לא-מבוטל מהנגיפים החדשים הם פגומים. שלושה מהגנים של ספוטניק מקורם בנגיפי-הענק, והם כנראה "רכשו" אותם אי-אז בעבר, במהלך הדבקה משותפת. גנים אחרים של ספוטניק דומים לגנים של נגיפים איקריוטיים ונגיפי ארכאונים, מה שמעורר תהיות על מוצאו האבולוציוני.

עיתונים וכתבי-עת רבים (ובהם אף הפרסום המקורי של המחקר) הצמידו לתופעה את הכותרת "נגיף תוקף נגיף", ואף כינו את הנגיף הקטן "וירופג" (טורף נגיפים, על משקל בקטריופג - טורף חיידקים). כותב שורות אלו אינו סבור, שכותרת זו מוצדקת. ספוטניק אינו תוקף את Mamavirus ישירות: הוא אינו חודר לתוכו, כחלק מתהליך השכפול שלו, ואינו נעזר בו בחדירתו לאמבה. נכון, הוא גורם לכך שייווצרו הרבה פחות נגיפים פעילים של Mamavirus בתא האמבה המודבק, אך הדבר נובע מתחרות על משאבים, גם אם רובם מקורם בנגיף הענק.

שאלה שהתעוררה שוב עם גילוי נגיפי-הענק וגילוי ספוטניק וההתייחסות המטעה אליו כטורף נגיפים: האם נגיף הוא יצור חי? מרבית הכותבים גרסו שאם הנגיף מודבק בנגיף אחר - הרי שהוא חי, כיוון שרק יצור חי יכול להיות מודבק בנגיפים. אך לטענה זו אין, לדעתי, אחיזה במציאות. לרוב החושבים שהנגיף אינו יצור חי, אלא חומר תורשתי עטוף התלוי לשכפולו במערכות ביולוגיות של תא חי, לא שינתה תגלית זו דבר. הוויכוח על היות הנגיף יצור דומם או חי שייך בעצם לתחום הפילוסופיה של המדע. אין בכך כדי לשלול את חשיבותם של הנגיפים (ושאלת מוצאם האבולוציוני) כישויות ביולוגיות חשובות ביותר (אף אם לא בהכרח חיות).

במסגרת מחקר מטגנומי (Metagenomics - חקר חומר גנטי שנלקח ישירות מהסביבה), שערך ז'אן-מישל קלברי (Claverie) במימי האוקיינוס ברחבי העולם, נערך חיפוש אחר DNA של נגיפי-ענק ונמצא שהם נפוצים בכל מקום בים העשיר בפלנקטון - יצורים חד-תאיים ויצורים רב-תאיים קטנים יחסית הנעים עם זרם המים. נראה שגם נגיפי-הענק וגם כנראה שגם נגיפים דוגמת ספוטניק, (בהנחה שימצאו כאלה גם שם) מעורבים באקולוגיה של הפלנקטון ובהשפעתו על הסביבה, ושנשמע עליהם לא-מעט גם בעתיד.

לקריאה נוספת:

La Scola, B. et al., (2008) The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus, Nature 455, 100-104

Monier, A., Claverie, J.-M. & Ogata, H. (2008), Taxonomic distribution of large DNA viruses in the sea, Genome Biology. 9:R 106.

ידיעה חדשותית ב-Nature.

פורסם במקור ב"גליליאו" גיליון 121, עמ' 14, ספטמבר 2008.