پژوهش اخیر محققان نشان میدهد که چگونه قطعاتی از DNA ویروسی در طول دورانهای زمینشناسی درون کروموزوم گیاهان جا خوش کرده و به عنوان یک آرشیو طبیعی، تاریخچهای ۳۰۰ میلیون ساله از عفونتهای ویروسی، همتکاملی با گیاهان و حتی تأثیر انقراضهای بزرگ تاریخ زمین بر جهان میکروسکوپی را در خود حفظ کردهاند.
تینا مزدکی_در طول چرخههای عفونت، قطعات ژنومی برخی از ویروسها میتوانند درون کروموزومهای میزبان خود ادغام شوند. این عناصر ویروسی درونزاد (Endogenous Viral Elements) میتوانند برای میلیونها سال از طریق نسلها منتقل شوند؛ این بدان معناست که آنها به عنوان سوابق تکاملی ارزشمندی از عفونتهای ویروسی در گیاهان عمل میکنند.
تیم تحقیقاتی در این پژوهش بر خانواده ویروسی گیاهی کائولیموویریده (Caulimoviridae) تمرکز کردند؛ اعضای این خانواده به دلیل ادغام در ژنوم میزبان به عنوان عناصر درونزاد با ماندگاری تکاملی بالا شناخته میشوند. محققان ژنوم ۹۳ گونه شاخص از تمامی راستههای اصلی گیاهان خشکیزی، شامل خزهها، پنجهگرگیان، سرخسها، مخروطداران و گیاهان گلدار را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. آنها سپس موفق شدند بیش از ۴۷ هزار عنصر ویروسی درونزاد را که توسط اعضای خانواده کائولیموویریده به جای مانده بود، شناسایی کنند.
یافتهها نشان میدهند که ویروسهای خانواده کائولیموویریده طیف فوقالعاده وسیعی از میزبانان گیاهی آونددار، از پنجهگرگیان گرفته تا گیاهان گلدار را آلوده کردهاند. محققان همچنین دریافتند که تنوع ویروسی در این خانواده به شدت دستکم گرفته شده بود؛ چرا که کار پژوهشی آنها پرده از وجود ۳۵ خوشه آرایهشناختی (Taxonomic Clusters) پیشتر توصیفنشده در خانواده کائولیموویریده برداشت، از جمله یک کلاد یا همان تیره تکاملی تازه کشفشده که منحصراً در برخی مخروطداران یافت میشود.
هنگامی که محققان تاریخچه تکاملی ویروسهای کائولیموویریده را با تاریخچه تکاملی گیاهان میزبان آنها مقایسه کردند، دریافتند که به نظر میرسد چندین خوشه آرایهشناختی ویروسی برای چندین صد میلیون سال همراه با گیاهان آونددار همتکاملی (Co-evolved) داشتهاند. با این حال، این رابطه طولانیمدت همواره خطی نبوده است؛ بلکه تاریخچه مشترک آنها پیچیدگیهای زیادی داشته است، به طوری که گاهی اوقات ویروسها میزبان خود را تغییر دادهاند (جهش بینگونهای) و گاهی نیز منقرض شدهاند.
چندین مورد از این رویدادهای انقراض ویروسی ممکن است با انقراضهای دستهجمعی بزرگی که حیات روی زمین را دگرگون کردند، پیوند خورده باشد؛ به ویژه انقراضهای اواخر دوره پرمین یعنی ۲۵۲ میلیون سال پیش و اواخر دوره کرتاسه که حدود ۶۶ میلیون سال پیش که منجر به نابودی دایناسورها شد. این رویدادها اکوسیستمهای خشکی را بازسازی کردند و منجر به ناپدید شدن تعداد زیادی از گونههای گیاهی و ایجاد آشیانهای اکولوژیکی جدیدی شدند که میتوانستند توسط ویروسهای جدید اشغال شوند.
این پژوهش بر ارزش بالای ژنوم گیاهان به عنوان بایگانیهای طبیعی از تکامل ویروسها تأکید میکند. دانشمندان میتوانند از ردپای به جای مانده از عفونتهای باستانی برای روشن کردن تعاملات پایدار میان گیاهان و ویروسهای آنها و همچنین درک روشهای سازگاری مکانیکی ویروسها با تغییرات اکوسیستمی بهره ببرند.
منبع: phys.org
۳۲۳
