Fransız araştırmacılar, dev mimivirüslerin, bakteri ve diğer mikroorganizmalar tarafından uygulanan CRISPR sistemine benzer bir savunma mekanizması kullanarak, istilacılara karşı kendilerini savunduklarını saptadıklarını bildirdiler. Araştırmacılar, bir mimivirüste işleyen bir bağışıklık sisteminin keşfinin, dev virüsün yaşam ağacında yeni bir dalı gösterdiği iddialarını güçlendirdiğini savunuyorlar.
Mimivirüsler, ışık mikroskobu altında görünecek büyüklüktedir. Yaklaşık yarım mikrometre olan ve ilk kez, bir su kulesinde yaşayan amipleri enfekte ettiği bulunan mimivirüsler, bazı bakterilerinkine kıyasla daha büyük genoma sahiptir. Çiçek virüsünü de içeren virüslerle uzaktan ilişkili olmalarına karşın, mimivirüslerin, çoğu virüsten farklı olarak aminoasit, DNA harfleri ve kompleks proteinler üreten genleri vardır.
Çalışmayı yürüten, Fransa Aix-Marseille Üniversitesi’nden mikrobiyolog Bernard La Scola ile meslektaşı Didier Raoul, mimivirüslerin cansız virüslerle canlı mikroplar arasında bulanık bir çizgide yer aldıklarını ifade ediyor. Raoult’a göre, mimivirüs, tipik bir virüs olarak değerlendirilemez. Daha ziyade, bir prokaryota, çekirdek içermeyen bakterileri de kapsayan mikroplara daha çok benzerlik göstermektedir.
Raoult, La Scola ve meslektaşlarının 2008’de bildirdikleri üzere, mimivirüsler, prokaryotlarda olduğu gibi, virofajlar olarak bilinen virüsler tarafından istila edilir. Altı yıl sonra 2014’te, aynı çalışma grubu, kimi çeşit mimivirüsleri enfekte edip diğerlerini etmeyen, Zamilon diye adlandırılan bir virofaj buldular. Raoult, mimivirüslerin kendi kendini kopyalama yeteneğini çökerten bu enfeksiyonların, CRISPR’a çok benzeyen bir savunma sisteminin evrimine yol açmış olabildiği hipotezini ortaya attı.
Bağışıklık savunması
Bakterilerin ve diğer prokaryotlar olan arkelerin CRISPR sistemleri, faj ve diğer istilacı DNA’larını eşleyen, kısa DNA dizilerinden oluşmuş bir kütüphaneye sahiptir. Bu kütüphanedeki dizilerle eşlenebilen yabancı bir DNA dizisi, bir hücreye saldırdığında, özelleşmiş ‘Cas’ enzimleri, işgalci DNA sarmalını gevşetip parçalara bölerek enfeksiyon oluşumunu durdurur. Biyologlar, şu günlerde, genomları düzelten bir teknoloji olarak CRISPR’ı tekrar önermişlerdir.
Raoult’un ekibi, 60 mimivirüs suşunun genomlarını, benzer bir savunma sistemine sahip olup olmadıklarını belirlemek amacıyla analiz etti ve zamilon virofajların genomlarını eşleyen dizileri inceledi. Bu ekip, zamilona dirençli olduğu tespit edilen mimivirüslerin, ayrıca, fajın genomuyla eşleşen kısa bir DNA kısmını taşıdıklarını tespit etti.
Raoult’un ekibi, bu dizilere komşu, DNA’yı gevşeten ve parçalayabilen enzimleri kodlayan genler buldular. CRISPR bağışıklık sisteminde de, Cas enzimlerini kodlayan genler, virüsü tanıyan dizilerin yanında bulunur. Sistemin farklı bileşenlerinin devre dışı bırakılması, mimivirüsleri, zamilon virüfaj saldırısına daha yatkın hale getirdi. Bu bulgular, Nature’da 29 Şubat’ta yayımlandı.
Roult’a göre, mimivirüslerin bağışıklık sistemine sahip olmaları, diğer mikrop ve virüslerle kaynaklar için yarışmak zorunda olduklarından dolayı anlamlıdır. Mimivirüsler, prokaryotların topluluk halinde yaşadıkları sırada sahip oldukları zorlukların benzerleriyle karşılaşırlar. Mimivirüsler, virüs ve prokaryotlara karşı mücadele etmek zorundadır. Roalt, mimivirüslerin, antibiyotik bileşikleri dahi salgıladıklarından şüphe etmektedir.
Roult, yeni bir tartışma zemini oluşturarak, mimivirüslerin, bakteri, arke ve ökaryotların yanında, bir şekilde dördüncü domaini oluşturduğunu savunmuştur. Roalt, mimivirüslerin MIMIVIRE olarak adlandırdığı savunma sistemlerine sahip olmalarının, yaşam ağacında kendilerine özgü bir dala sahip oldukları tezini daha da desteklediğini savunuyor ve bu sistemleri, çok eski bir adaptasyon olarak görüyor.
İspanya’da Alicante Üniversitesi’nde bir mikrobiyolog olup, 1990’larda prokaryotlarda CRISPR dizilerini tanımlayan Francisco Mójica, CRISPR bileşenlerinin, diğer virüslerde de bulunduğunu, ancak sistemlerin çalışma mekanizmalarının belli olmadığını belirtmişti. Francisco Mójica, mimivirüslerin bir atasının, diğer bir mikroptan MIMIVIRE’yi edindiğinden şüphe etmiştir. Mójica’ya göre, MIMIVIRE bağışıklığında rol oynayan mekanizmayı tanımlamak için kesinlikle yoğun bir ilgi olacaktır. Mójica, CRISPR’dan çok farklı olacağının beklentisi içerisindedir.
New York’ta Rockefeller Üniversitesi’nde bir bakteriyolog olan Luciano Marraffini’ye göre, Raoult’un ekibi, MIMIVIRE’nin viral bir savunma sistemi olduğunun sağlam bir örneğini göstermiştir. Marraffini, MIMIVIRE’nin virofaj enfeksiyonunun nasıl durdurulabileceğiyle ilgili çalışmaların önemli olacağını düşünmektedir.
Marrafini’ye göre, CRISPR bağışıklık çalışmalarının, bir genom düzeltme aracı olarak yeniden amaçlanmaya nasıl yol açtığı aydınlanırken, mimivirüslerle çalışma, sürprizler barındırabilir. MIMIVIRE’yi de içeren bazı dev virüslerin yeni biyolojinin büyük olasılıkla tamamını kuşatacak olması, yeni uygulamalar barındırabilir. Belki de, genom düzeltilmesinde belki de diğer alanlarda.
Çeviren: Yusuf SÜRMELİ
İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Doktora Öğr.
