Reuzenvirussen hebben geen eigen metabolisme, maar wél veel genen die daarmee te maken hebben. Hiermee kunnen ze mogelijk het metabolisme van hun gastheer aanpassen, wat de discussie aanwakkert over de vraag of virussen wel of niet levende wezens zijn.
De genomen van reuzenvirussen zijn veel groter dan die van de meeste virussen. Behalve de gebruikelijke genen, zoals die voor het infecteren van een gastheer, blijkt nu dat deze virussen ook een grote hoeveelheid genen bevatten die met metabolisme te maken hebben.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Metabolisme wordt ook wel stofwisseling genoemd. Het zorgt voor de omzetting van stoffen, zoals het omzetten van eten in bruikbare energie. Het wordt gezien als een kenmerk van een levend organisme. Het vinden van deze metabolische genen werpt daarom nieuw licht op de vraag of virussen levend zijn of niet: een langlopende discussie onder microbiologen.
Handtekening
Een team van onderzoekers onder leiding van Frank Aylward, microbioloog bij Virginia Tech, dook een database in met de genomen van allerlei organismen. Aan de hand van stukjes DNA waarvan bekend was dat deze alleen bij reuzenvirussen voorkomen, haalden ze 501 genomen van reuzenvirussen uit de database.
Naast de gebruikelijk virusgenen, bevatten deze genomen ook ontzettend veel metabolische genen. Het was al bekend dat sommige virussen metabolische genen hebben, maar meestal zijn dit stukjes gen die bij toeval gekopieerd zijn van de gastheer.
Bij de reuzenvirussen uit de database was dit niet het geval. De genen die Aylward en zijn collega Monir Moniruzzaman vonden, hadden grote stukken DNA van bekende metabolische reacties, maar dan met hun eigen virale ‘handtekening’. ‘Dit betekent dat deze virussen die genen al miljoenen – of zelfs miljarden – jaren hebben’, legt Aylward uit. ‘Ze zijn dus niet recent gekopieerd van een gastheer.’
Dat de virussen deze genen al zo lang hebben, kan volgens de onderzoekers maar één ding betekenen: het zijn werkende onderdelen die het virus inzet tijdens de infectie van een gastheer. ‘De logische conclusie is dat het virus het metabolisme van de gastheercel verandert’, zeggen de onderzoekers.
Overlap
Het is niet verbazingwekkend dat deze genen juist bij reuzenvirussen zijn gevonden: deze virussen zijn tien keer groter dan de rest van de virussen. Reuzenvirussen hebben honderden, of zelfs wel duizenden genen. Ter vergelijk: het veelvoorkomende influenza-griepvirus heeft elf à veertien genen.
Het onderzoek naar reuzenvirussen levert een interessante bijdrage aan de discussie over of virussen levend zijn. Zo kunnen deze gigantische virussen zelf een infectie krijgen van een kleiner virus: dat lijkt onmogelijk als virussen niet leven. Nu Aylward en Moniruzzaman de grote hoeveelheid metabolische genen hebben gevonden, is er een nieuwe reden om virussen als levend te beschouwen.
‘Ik zie het als een soort Venndiagram’, zegt Aylward. ‘Naarmate we meer leren over virussen, ontstaat er steeds meer overlap met levende organismen. Er zijn nog maar een paar genen die alleen in cellen te vinden zijn en niet bij een bepaald soort virus voorkomen.’
Wereldwijde invloed
Levend of niet, deze gigantische virussen kunnen een grote invloed hebben op de omgeving. Ze infecteren vooral cellen van algen in het water. Deze algen, en de stoffen die ze maken, zijn belangrijk voor de gezondheid van het water.
Als het reuzenvirus het metabolisme van de alg verandert, verandert ook de samenstelling van voedingsstoffen in het water. Dit kan een grote invloed hebben op de biochemie van het water, en uiteindelijk ook de koolstofcyclus van de aarde.
‘Virussen zijn klein en we weten nog steeds niet zeker of ze leven’, zegt Aylward, ‘maar ze veranderen dagelijks het leven van hun omgeving.’
