Un piccolo virus si aggrappa al “collo” di un virus più grande, compensando così la capacità che esso stesso ha perso. I ricercatori sono rimasti sorpresi.

Nel marzo 2020, Tajide de Carvalho ha visto qualcosa di veramente strano – qualcosa che secondo lei nessun altro scienziato aveva visto prima: un virus con un altro virus più piccolo aggrappato al suo “collo”. Il retroscena di questa connessione virale è come una lezione magistrale su quanto possa essere selvaggia e strana la biologia.

I due microbi sono batteriofagi, che sono virus che infettano i batteri, e sono stati estratti da un pezzo di terreno a Poolesville, nel Maryland. I batteriofagi, detti anche fagi, sono tra gli organismi più comuni sulla Terra. Milioni di essi possono essere presenti in un grammo di terreno.

Ma utilizzando uno speciale microscopio che utilizza un fascio di elettroni per catturare immagini, de Carvalho ha assistito a un momento davvero bizzarro, proprio come un fotografo naturalista che cattura il comportamento degli animali che nessuno si aspettava.

“Ho visto che centinaia di loro portavano questo piccoletto sul collo, e chiaramente non era una coincidenza”, ha detto De Carvalho, che gestisce il Keith R. Porter Imaging Facility presso l’Università del Maryland nella contea di Baltimora. “Sappiamo che i virus possono fare cose sorprendenti e interessanti. Ma questa è solo un’altra novità che nessuno avrebbe potuto prevedere.

nei giorni scorsi Giornale della Società Internazionale di Ecologia Microbica Studio pubblicato De Carvalho e i suoi colleghi spiegano come è nata questa strana coppia di virus. Il piccolo virus, chiamato MiniFlayer, ha perso la capacità di fare copie di se stesso all’interno delle cellule, come avviene comunemente quando i virus si replicano. Quindi l’evoluzione ha trovato un’intelligente soluzione parassitaria. Il MiniFlayer sfrutta un altro virus, chiamato MindFlayer, aggrappandosi al suo collo e quando entrano insieme nelle cellule, il MiniFlayer utilizza il macchinario genetico del suo partner per riprodursi.

È un abbraccio? acceleratore? DeCarvalho paragona la relazione al collegamento virale. Il suo collega Evan Erel, biologo computazionale dell’UMBC, lo paragona a un vampiro che affonda i denti nella sua preda. Non è un’analogia perfetta, ma nota che a volte quando trovano un MindFlayer da solo, trovano “segni di morsi” dove erano attaccati i viticci del MiniFlayer.

“I virus sono in grado di fare qualsiasi cosa. Sono la forza più creativa in natura”, dice Eryl. “Se qualcosa è possibile, troveranno il modo di farlo. Ma nessuno si aspettava che facessero una cosa del genere.”

Lo strano mondo dei virus

La scoperta è iniziata con una lezione progettata per insegnare agli studenti le tecniche di laboratorio di base, chiedendo loro di isolare i fagi da campioni di terreno e di studiarli utilizzando la genetica. DeCarvalho partecipa al programma da sette anni e afferma che per molti studenti vedere i fagi è un momento emozionante, simile a quando i futuri genitori vedono per la prima volta l’ecografia di un feto.

In questo caso, gli studenti Jenelle Lewis e Hira Ahmed hanno isolato il loro fago e lo hanno chiamato MindFlayer nel 2019. Tuttavia, il sequenziamento del genoma ha rivelato risultati sconcertanti che suggerivano un qualche tipo di contaminazione. Quando de Carvalho guardò i fagi al microscopio, notò non solo un fago, ma due.

È noto che l’“involucro virale”, come gli scienziati chiamano lo strano virologo, contiene elementi chiamati “satelliti” che hanno perso la capacità di riprodursi nelle cellule. Normalmente i satelliti superano questa carenza integrandosi nel genoma delle cellule che infettano. Lì si nascondono finché un altro virus, un “aiutante” contenente i componenti mancanti, penetra accidentalmente nella cellula. I satelliti poi colgono l’opportunità per fare copie di se stessi.

Il MiniFlayer è un satellite, ma a differenza della versione tipica, non ha la capacità di nascondersi nelle celle. Ciò lo pone di fronte a un enigma: come può essere sicuro di finire in cella insieme al suo assistente?

“Questo virus ha detto: ‘OK, mi attaccherò al mio assistente, glielo appenderò al collo e viaggerò con il mio assistente finché non troveremo una nuova cellula’”, dice Eryl.

In microbiologia, l’hacking e il dirottamento molecolare sono stati migliorati

Questa è una pratica comune in microbiologia, dove tattiche come l’hacking e il dirottamento molecolare sono state perfezionate nel corso di milioni di anni di evoluzione. I loro nemici virali superano di gran lunga i batteri, quindi sono in una costante corsa agli armamenti evolutivi. I batteri sviluppano meccanismi di difesa e i fagi virali sviluppano strategie di controdifesa. I fagi parassitano altri fagi.

I ricercatori sono interessati a utilizzare i fagi, predatori naturali dei batteri, come medicina. La terapia fagica può essere utilizzata per combattere le infezioni dannose, un approccio che potrebbe diventare più importante man mano che cresce la minaccia rappresentata dai batteri resistenti agli antibiotici.

Terry Dockland, professore di microbiologia presso l’Università dell’Alabama a Birmingham, che non è stato coinvolto nello studio, ha definito “interessante” l’osservazione dei due fagi che si attaccano l’uno all’altro, ma ha chiesto ulteriori immagini e studi per trarre conclusioni più precise riguardo interazione e interazioni. Scopri se i due virus effettivamente infettano le cellule insieme.

Gli autori sperano di collaborare con gruppi che utilizzano un’altra forma di microscopia elettronica per comprendere meglio cosa sta succedendo. A differenza di un vampiro, dice deCarvalho, il MiniFlayer non assorbe nulla dal MindFlayer.

“Non sappiamo se il satellite sta iniettando il proprio DNA nell’assistente o se continua il viaggio e poi cade come una zecca”, ha detto De Carvalho. “Speriamo che qualcun altro intraprenda questo lavoro e chiarisca questa domanda davvero interessante.”

Attualmente stiamo testando le traduzioni automatiche. Questo articolo è stato tradotto automaticamente dall’inglese al tedesco.

Questo articolo è stato pubblicato per la prima volta in inglese il 14 novembre 2023 su “washingtonpost.com” è stato pubblicato nell’ambito della collaborazione ed è ora disponibile anche in traduzione per i lettori dei portali IPPEN.MEDIA.