دراسة: هناك نوع واحد على الأقل من الفيروسات يجب أن نشكره!

ويعتقد العديد من علماء الأحياء مثل إيفان إيريل، الأستاذ المشارك في العلوم البيولوجية بجامعة ماريلاند، مقاطعة بالتيمور، أن هناك، على الأقل نوع واحد محدد من الفيروسات التي تصيب البكتيريا. وعندما تلتقط خلية الحمض النووي لهذه الفيروسات، فقد تحتوي على تعليمات تمكن تلك الخلية من أداء حيل جديدة.

القوة الجبارة للفيروسات البكتيرية

تعمل العاثيات على إبقاء التجمعات البكتيرية تحت السيطرة، سواء على اليابسة أو في البحر. إنها تقتل ما يصل إلى 40% من بكتيريا المحيطات كل يوم، ما يساعد على التحكم في التكاثر البكتيري وإعادة توزيع المواد العضوية.

كما أن قدرتها على قتل البكتيريا بشكل انتقائي تثير حماسة الأطباء. واستخدمت العاثيات الطبيعية والمهندسة بنجاح لعلاج الالتهابات البكتيرية التي لا تستجيب للمضادات الحيوية. ويمكن أن تساعد هذه العملية، المعروفة باسم العلاج بالعاثيات، في محاربة مقاومة المضادات الحيوية.

وتشير الأبحاث الحديثة إلى وظيفة مهمة أخرى للعاثيات : قد تكون العامل الجيني النهائي في الطبيعة، حيث تصنع جينات جديدة يمكن للخلايا أن تعيد تجهيزها لاكتساب وظائف جديدة.

وتعد العاثيات أكثر أشكال الحياة وفرة على هذا الكوكب، مع نون مليون - 1 مع 31 صفرا بعده - منها تطفو حول العالم في أي لحظة.

ومثل جميع الفيروسات، تتمتع العاثيات أيضا بمعدلات عالية من التكاثر والطفرات، مما يعني أنها تشكل العديد من المتغيرات بخصائص مختلفة في كل مرة تتكاثر فيها.

وتحتوي معظم العاثيات على غلاف صلب مليء بموادها الوراثية. وفي كثير من الحالات، يكون للقشرة مساحة أكبر مما تحتاجه لتخزين الحمض النووي الضروري لتكرارها.

وهذا يعني أن العاثيات لديها مساحة لتحمل أعباء وراثية إضافية: الجينات غير الضرورية في الواقع لبقاء العاثية والتي يمكن تعديلها حسب الرغبة.

كيف أعادت البكتيريا تجهيز مفتاح فيروسي

تأتي العاثيات في نمطين رئيسيين: معتدل وخبيث. تعمل العاثيات الخبيثة، مثل العديد من الفيروسات الأخرى، على برنامج غزو-تكرار-قتل. وتدخل الخلية وتسيطر على مكوناتها وتصنع نسخا من أنفسها.

ومن ناحية أخرى، تلعب العاثيات المعتدلة اللعبة الطويلة. تدمج الحمض النووي الخاص بها مع الخلية، وقد تظل كامنة لسنوات حتى يؤدي شيء ما إلى تنشيطها. ثم تعود إلى السلوك الخبيث: التكرار والانفجار.

وتستخدم العديد من العاثيات المعتدلة تلف الحمض النووي كمحفز لها. 

وإذا تعرض الحمض النووي للخلية للتلف، فهذا يعني أنه من المحتمل أن ينتقل الحمض النووي للعاثية المقيمة بعد ذلك، لذلك تقرر العاثية القفز. 

وأعادت البكتيريا تجهيز الآليات التي تتحكم في دورة الحياة تلك لتوليد نظام جيني معقد درسه الباحثون لأكثر من عقدين.

وتهتم الخلايا البكتيرية أيضا بمعرفة ما إذا كان الحمض النووي الخاص بها كُسر أم لا. وإذا كان الأمر كذلك، فإنها تنشط مجموعة من الجينات التي تحاول إصلاح الحمض النووي. ويُعرف هذا باسم الاستجابة البكتيرية SOS.

وتنسق البكتيريا استجابة SOS باستخدام بروتين يشبه التبديل يستجيب لتلف الحمض النووي: يتم تشغيله إذا كان هناك ضرر ويبقى متوقفا إذا لم يكن هناك.

إقرأ المزيد

الكشف عن عالم غامض وحقيقة "وحوش صغيرة" في أعماق البحار!

وربما ليس من المستغرب أن تكون المفاتيح البكتيرية والعاثية مرتبطة تطوريا. وهذا يدفعنا إلى التساؤل: من اخترع التبديل، البكتيريا أم الفيروسات؟.

وتشير الأبحاث السابقة وأعمال باحثين آخرين إلى أن العاثيات وصلت إلى هناك أولا.

وفي تقرير أخير، اكتشف الباحثون أن استجابة SOS للبكتيريا Bacteroidetes، وهي مجموعة من البكتيريا التي تضم ما يصل إلى نصف البكتيريا التي تعيش في أمعائك، تخضع للتحكم بواسطة مفتاح العاثية الذي أعيد تجهيزه لتنفيذ البرامج الجينية المعقدة للبكتيريا. ويشير هذا إلى أن مفاتيح SOS البكتيرية هي في الواقع مفاتيح فجائية أعيد تجهيزها منذ دهور.

وأظهر العمل أن الجين البكتيري اللازم لانقسام الخلية نشأ أيضا من خلال "تدجين" جين سامة للعاثية. والعديد من أنظمة الهجوم البكتيرية، مثل السموم والأسلحة الجينية المستخدمة لحقنها في الخلايا، بالإضافة إلى التمويه الذي تستخدمه لتفادي الجهاز المناعي، من المعروف أو يشتبه في أن لها أصولا عاثية.

إيجابيات الفيروسات

قد تعتقد أن العاثيات رائعة، لكن الفيروسات التي تصيبنا ليست رائعة بالتأكيد.

ومع ذلك، هناك أدلة متزايدة على أن الفيروسات التي تصيب النباتات والحيوانات هي أيضا مصدر رئيسي للابتكار الجيني في هذه الكائنات.

وثبت أن الجينات الفيروسية المستأنسة، على سبيل المثال، تلعب دورا رئيسيا في تطور مشيمة الثدييات وفي الحفاظ على رطوبة جلد الإنسان.

وتشير الأدلة الحديثة إلى أنه حتى نواة الخلية، التي تحتوي على الحمض النووي، يمكن أن تكون أيضا اختراعا فيروسيا.

وتكهن الباحثون أيضا بأن أسلاف فيروسات اليوم ربما كانت روادا في استخدام الحمض النووي باعتباره الجزيء الأساسي للحياة.

لذا، بينما قد تكون معتادا على التفكير في الفيروسات على أنها أشرار جوهرية، يمكن القول إنها قوى الطبيعة للابتكار الجيني. ومن المحتمل أن يكون البشر هنا اليوم بفضلها.

المصدر: ساينس ألرت