توریست‌ها در هنگام بازدید از شهر « کلوسترنویبورگ » در شرق اتریش، گاهی به بازدید یک صومعه قدیمی در این شهر و البته و بنای یادبودی که به خاطر فرانتش کافکا ساخته شده است، می‌روند. ویروس شناسان و زیست‌شناسان فرگشتی، البته ممکن است روزی به خاطر ادای احترام به تصفیه‌خانه فاضلاب شهر راهی اینجا شوند، جایی که ژنومی یافت شده که شبیه‌ترین ویروس به یک سلول زنده است.
این یافته عجیب تئوری بحث برانگیزی را به چالش می‌کشد که می‌گوید؛ ویروس‌های بزرگ بازماندگان ارگانیسم‌های از بین رفته سلولی‌ای هستند، متعلق به چهارمین دامنه(Domain) حیات روی زمین. در عوض این مطالعه می‌گوید؛ این ویروس‌های بزرگ بیشترین وابستگی به دیگرموجودات زنده را دارند و نوعی جدیدی نیستند. این بحث از یک جنبه دیگر هم دارای اهمیت است؛ این‌که مشخص شود ویروس‌های زنده هستند یا نه. برای مدت‌های مدید ویروس‌های جزء موجودات زنده در نظر گرفته نمی‌شدند. اما چند سالی است که بحث بر سر رده‌بندی آن‌ها به عنوان موجود زنده داغ شده است. « این مطالعه به نظر من بسیار قانع کننده است». این را ویروس شناس محیطی « ماتیاس فیشر» از مرکز تحقیقات پزشکی موسسه ماکس پلانک در هایدلبرگ آلمان می‌گوید. او ادامه می‌دهد:« بر اساس داده‌های موجود، من روی وجود چهارمین دامنه حیات شرط بندی نمی‌کنم».
طبقه بندی حیات
مطابق طبقه‌بندی آرایه شناختی موجودات زنده یا Taxonomic rank هفت طبقه اصلی وجود دارد که به ترتیب شمول به این قرار هستند؛ دامنه(Domain)، سلسله یا فرمانرو (Kingdom)، دسته (Division) در مورد گیاهان و شاخه( Phylum) در مورد جانوران، رده (class)، خانواده (Family)، جنس (Genus) و گونه (Species). البته این طبقه بندی‌ها گاهی در جانورشناسی و گیاه‌شناسی تفاوت‌های اندکی دارند. در این تقسیم بندی حیات از سه دامنه کلی تشکیل شده است؛ باستانیان، باکتری‌های و یوکاریوت‌ها. باستانیان موجودات ریز تک یاخته‌ای بدون هسته سلولی یا پیش هسته‌ای هستند. این شاخه کمتر از ۱۰۰ گونه را تشکیل می‌دهد؛ شامل گروه‌های هوازی و بی‌هوازی‌اند که با محیط‌های افراطی سازگار شده‌اند؛ از نظر ساختار دیواره و غشای سلول با سلول‌های یوکاریوت متفاوت‌اند. باکتری‌ها جانداران ساده‌ای هستند، که سلول‌هایشان هسته واقعی وغشای هسته ندارد. یوکاریوت‌ها موجوداتی هستند که سلول‌هایشان دارای هسته و غشای هسته است. گیاهان و جانوران و خود ما در رده یوکاریوت‌ها قرار می‌گیریم. اما ویروس‌های در هیچ کدام از این دسته‌بندی‌ها جایی ندارند، چون اساس در زنده بودن آن‌ها تردید وجود دارد.
ویروس‌های غول‌پیکر
بیشتر ویروس‌ها بسیار بسیار کوچک‌تر از سلول‌ها هستند و به ژن‌های کمی احتیاج دارند، چون آن‌ها تنها با کمک میزبانشان قادر به تولید مثل هستند. برای مثال برخی ویروس‌های پرندگان وخوک‌ها تنها دو ژن دارند. این عدد را مقایسه کنید با 4400 ژن باکتری معمولی دستگاه گوارش یا Escherichia coli. ویروس‌ها به دلیل همین عدم توانایی تولید مثل مستقل و نبود برخی نشانه‌های دیگر ارگانیسم‌های زنده، توسط زیست‌شناسان از دایره حیات بیرون رانده شده‌اند. نخستین گزارش از ویروس‌های غول پیکر که در سال 2003 در Science منتشر شد، لرزه بر اندام زیست‌شناسان انداخت. این ویروس‌ها نه تنها بزرگتر از بسیاری از ریزیاخته‌ها بودند، بلکه بیشتر از 2500 ژن را درون خودشان حمل می‌کردند که از برخی باکتری‌ها هم بیشتر است. این چیزهای عظیم نیاز بازنگری در درخت فرگشتی حیات را یادآوری کردند که با مخالفت برخی محققان روبرو شد. اما تعداد زیادی از محققان پیشنهاد کردند که اَبَرویروس‌ها بقایای چهارمین دامنه حیات هستند. با این دیدگاه اجداد ویروس‌ها که حالا سلول‌های منقرض شده هستند، از شر بسیاری از ژن‌ها خلاص و تبدیل به انگل‌های حیات شده‌اند.
بزرگتر از برخی باکتری‌ها، Mimivirus و هم خانواده‌هایش ودیگر ویروس‌های کوتوله که میزبان تعداد زیادی ژن هستند، در مورد جایگاهشان در درخت حیات سوالی ایجاد کرده‌اند که تا امروز پاسخ مناسبی ندارد.
بقیه محققان مثل زیست شناس فرگشتی، « ایوجین کونین» از مرکز ملی فن‌آوری زیستی در بتسدای مریلند می‌گوید، نیازی به چهارمین دامنه حیات نیست؛« این بسیار مشخص است که این ویروس‌های بزرگ به گروهی تعلق دارند، که بقیه ویروس‌ها در آن جای می‌گیرند». او معتقد است آن‌ها در طی فرآیندی فرگشت یافته‌اند که در آن ویروس‌های کوچک دی‌ان‌ای‌های بیشتر و بیشتری را از میزبانانشان گرفته و بزرگ شده‌اند.
جستسجوی بقایای میکروبی
« فردریک شولتز» محقق پسادکترا از انستیتو ولنوت کریک کالیفرنیا و همکارانش برنامه‌ای برای آزمایش چهارمین دامنه حیات نداشتند، وقتی که به محققان اتریشی در جستجوی بقایای میکروبی ایستگاه تصفیه فاضلاب کلوسترنویبورگ پیوستند. آن‌ها از روشی استفاده کردند که به نام متاژنومیک شناخته می‌شود. این روش تعیین توالی همه دی‌ان‌ای موجود در یک نمونه برای یافتن اثر انگشت یک ارگانیسم جدید به جای جدا کردن یک ویروس یا سلول خاص است. وقتی تیم برخی از این قطعات را روی یک ژنوم سوار کردند، نتیجه گرفتند که به یک ابر ویروس تعلق دارد که آن‌ها نامش را « ویروس کلوسنئو» گذاشتند. با اجرای همین تکنیک روی نمونه‌هایی از دیگر مناطق همان محل، محققان موفق شدند قطعات ژنوم سه ویروس دیگر از قوم و خویش همان ویروس را کنار هم بگذارند.این کلوسنئو ویروس‌ها مهم بوده و مورد توجه قرار گرفتند، چون ژنوم آن‌ها بیشتر از بقیه ابر ویروس‌های قبلی شبیه ژنوم سلول‌ها است.
محققان قطعات این ویروس بزرگ را در تصفیه خانه فاضلاب در اتریش یافته‌اند
ویروس‌هایی شبیه سلول
برای مثال سلول‌ها پرتئین‌هایی از 20 نوع آمینو اسید را به هم وصل می‌کنند و هر کدامشان آنزیم‌ها متفاوتی دارند، که آن‌ها را به ملکول حامل برای تحویل به محل سنتز پروتئین‌ها می‌چسباند. بقیه ویروس‌های بزرگ حامل ژن‌هایی از 7 سویه مختلف آنزیم‌ها اتصال هستند، اما کلسنئو ویروس‌ها ژن‌های لازم برای هر 20 آنزیم را دارند، درست شبیه سلول‌ها. ژنوم شبه زنده این ویروس‌ها این شانس را ایجاد می‌کند، تا ببینیم آیا آن‌ها بقایای چهارمین دامنه حیات سلولی، یا شبیه بقیه ویروس‌ها هستند. « ما با خودمان گفتیم عجب، این می‌تواند اثبات کننده ایده چهارمین دامنه حیات باشد». این را شولتز می‌گوید. بعد از پیوستن به آزمایشگاه کونین، محققان توالی ژن‌های متفاوت اتصال را در سراسر دامنه ویروس‌ها و یاخته‌های زنده بررسی کردند. این بررسی نشان داد که ابرویروس‌ها تقریبا به تدریج این ژن‌ها را از میزبان‌ها مختلف گرفته و جمع کرده‌اند. « هیچ نشانه‌ای از چهارمین دامنه حیات وجود نداشت و این مقاله آن را تایید می‌کند». این را « کورتیس ساتل» ویروس شناس محیطی از دانشگاه بریتیش کلمبیا در ونکور می‌گوید.
با این حال کاشفان نخستین ابر ویروس‌ها همچنان سنگر دامنه چهارم را حفظ کرده‌اند. « دیده رائولت» از دانشگاه اکس مارسی در فرانسه این‌طور استدلال می‌کند، که ژن‌های اتصال آنزیم‌ها، پایه‌های لرزانی برای یک نتیجه‌گیری فرگشتی هستند، چون آن‌ها گاهی توال‌هایشان را عوض می‌کنند، یا دچار تغییراتی می‌شوند، که منشاعشان را نامشخص می‌کند. « ژان میشل کلاوری» ژنتیک دان از دانشگاه اکس مارسی یادآوری می‌کند، نویسندگان مقاله قطعات ویروسی بزرگتر از معمول را در نمونه لجنشان یافته‌اند، اما به خوبی نشان نداده‌اند که این قطعات که آن‌ها روی هم سوار کرده‌اند به این ویروس‌ها تعلق دارد:« من قبل از قبول کردن هر کدام از این تفاسیر فرگشتی، منتظرم تا یک ویروس واقعی را ببینم که از میزبانش جدا شده باشد». اما نتیجه هرچه باشد، این کشف بار دیگر آتش زیر خاکستر چهارمین دامنه حیات و زنده یا غیر زنده بودن ویروس‌ها را شعله ور کرده است.
علی رنجبران
No tags for this post.