• ALTIN (TL/GR)
    2.498,17
    % 1,32
  • AMERIKAN DOLARI
    32,2053
    % -0,22
  • € EURO
    35,1156
    % -0,22
  • £ POUND
    41,0337
    % -0,05
  • ¥ YUAN
    4,4662
    % -0,03
  • РУБ RUBLE
    0,3541
    % -0,63
  • BITCOIN/TL
    2152375,619
    % -0,20
  • BIST 100
    10.643,58
    % 3,14

Virüsleri küçük biyolojik silahlara dönüştüren eşekarısı

Virüsleri küçük biyolojik silahlara dönüştüren eşekarısı


Bu makale ilk olarak şu adreste yayınlanmıştır: Bilinebilir Dergisi.

Bir yaban arısının yumurtalığını delerseniz Mikroplitis yok edicivirüsler yanardöner mavi diş macunu gibi parıldayarak büyük miktarlarda fışkırır. Georgia Üniversitesi’nden böcek bilimci Gaelen Burke, “Orada bu kadar çok virüsün oluşması çok güzel ve şaşırtıcı” diyor.

M.yıkıcı yumurtalarını tırtıllara bırakan bir parazittir ve yumurtalıklarındaki parçacıklar, eşekarısı üzerinde zararsız bir şekilde varlığını sürdürecek ve amaçlarına hizmet edecek şekilde ayarlanmış “evcilleştirilmiş” virüslerdir. Virüs parçacıkları yaban arısının kendi yumurtalarıyla birlikte yaban arısının iğnesi yoluyla tırtıla enjekte edilir. Virüsler daha sonra içeriklerini tırtılın hücrelerine boşaltarak normal bir virüstekine benzemeyen genler sağlar. Bu genler tırtılın bağışıklık sistemini bastırıp gelişimini kontrol ederek onu yaban arısının yavruları için zararsız bir üreme ortamına dönüştürür.

Böcekler fotoğrafı
Bu yaban arısı üreme organlarının mavi rengi çok sayıda viral parçacıktan gelir. Mikroplitis yok edici eşekarısı yumurtalıklarında evcilleştirilmiş virüs parçacıkları üretir (üstteki resim). Diachasmimorpha longicaudataYaban arıları, zehir bezlerinde çoğalan bir çiçek virüsünü evcilleştirmenin ilk aşamalarında olabilir (alttaki resim). KREDİ: Knowable Magazine aracılığıyla MENG MAO

Böcek dünyası, bebeklik dönemlerini diğer böcekleri canlı canlı yiyerek geçiren parazit yaban arısı türleriyle doludur. Ve bilim adamlarının tam olarak anlayamadığı nedenlerden dolayı, vahşi, hastalığa neden olan virüsleri defalarca benimseyip evcilleştirdiler ve onları biyolojik silahlara dönüştürdüler. Yarım düzine örnek zaten tanımlanmış ve yeni araştırmalar çok daha fazlasının ipucunu veriyor.

Günümüzde araştırmacılar, evcilleştirmenin farklı aşamalarındaki virüsleri inceleyerek sürecin nasıl geliştiğini çözüyorlar.

Çeşitlendirmedeki ortaklar

Yaban arısı tarafından evcilleştirilmiş bir virüsün en iyi örneği, yaklaşık 100 milyon yıl önce bir yaban arısına veya onun tırtıl konağına bulaşan bir virüsten türediği düşünülen, bracovirüsler adı verilen bir grubu içerir. Bu eski virüs, DNA’sını yaban arısının genomuna ekledi. O andan itibaren yaban arısının bir parçası oldu ve her yeni nesle aktarıldı.

Zamanla eşekarısı yeni türlere dönüştü ve virüsleri de onlarla birlikte çeşitlendi. Bracovirüsler şu anda yaklaşık 50.000 yaban arısı türünde bulunuyor. M.yıkıcı. Diğer evcilleştirilmiş virüsler, çeşitli zamanlarda yaban arısı genomlarına giren farklı yabani virüslerden türemiştir.

Araştırmacılar evcilleştirilmiş virüslere virüs denilmesinin gerekip gerekmediğini tartışıyorlar. “Bazıları bunun kesinlikle hala bir virüs olduğunu söylüyor; diğerleri bunun entegre olduğunu ve dolayısıyla yaban arısının bir parçası olduğunu söylüyor” diyor Hollanda’daki Wageningen Üniversitesi’nden ekolojist Marcel Dicke, evcilleştirilmiş virüslerin bitkileri ve diğer organizmaları dolaylı olarak nasıl etkilediğini 2020 tarihli bir makalesinde anlatıyor. Entomolojinin Yıllık İncelemesi.

Yaban arısı virüsü bileşimi geliştikçe, virüs genomu yaban arısının DNA’sı boyunca dağılır hale gelir. Bazı genler bozulur, ancak orijinal virüsün bulaşıcı parçacıklarının yapımı için gerekli olan bir çekirdek seti korunur. “Parçaların hepsi yaban arısı genomundaki farklı yerlerde. Ama yine de birbirleriyle konuşabiliyorlar. Ve hala virüs parçacıkları oluşturmak için birbirleriyle işbirliği yapan ürünler üretiyorlar” diyor Georgia Üniversitesi’nden böcek bilimci Michael Strand. Ancak evcilleştirilmiş virüs parçacıkları, vahşi bir virüsün yapacağı gibi tam bir viral genomu içermek yerine, yaban arısının silahları için dağıtım aracı olarak hizmet ediyor.

Böcekler fotoğrafı
İşte bracovirüs barındıran parazit bir yaban arısının yaşamındaki adımlar. Kredi: Knowable Dergisi

Bu silahlar çok çeşitlidir. Bazıları protein, diğerleri ise DNA’nın kısa bölümlerindeki genlerdir. Çoğu, eşekarısı veya virüslerde bulunan herhangi bir şeye çok az benzerlik gösterir, bu nedenle bunların nereden kaynaklandığı belli değildir. Ve sürekli değişiyorlar, tırtılların veya diğer konakçıların savunmalarıyla evrimsel silahlanma yarışına giriyorlar.

Pek çok durumda araştırmacılar, eşekarısı konakçılarının içindeki genlerin ve proteinlerin ne yaptığını bile keşfetmemiş veya bunların silah olarak işlev gördüğünü kanıtlamış değil. Ancak bazı detayları çözdüler.

Örneğin, M.yıkıcıeşekarısı, adı verilen bir geni sağlamak için bracovirüsleri kullanır. glc1.8 güve tırtıllarının bağışıklık hücrelerine. glc1.8 Gen, enfekte olmuş bağışıklık hücrelerinin eşekarısı yumurtalarına yapışmasını önleyen mukus üretmesine neden olur. Diğer genler M.yıkıcıBracovirüsler bağışıklık hücrelerini kendilerini öldürmeye zorlarken, diğerleri tırtılların melanin kılıflarındaki parazitleri boğmasını engelliyor.

Eşek arıları kontrolü elinde tutuyor

Virüsleri evcilleştirmek muhtemelen tehlikeli bir çabadır. Sonuçta, evcilleştirilmiş virüslerin vahşi akrabaları ölümcül olabilir; hücrelerin viral parçacıklar üretmesine ve daha sonra patlayıp içeriklerini serbest bırakmasına neden olabilir. Bazıları böceklerin iç kısımlarının yapışkan maddeye dönüşmesini sağlar. Aslında evcilleştirilmiş durumda bile bazen yaban arısının yumurtalıklarındaki özel hücrelerin viral partikülleri serbest bırakmak için patlaması gerekir.

Tennessee Üniversitesi’nden bir böcek bilimci olan Kelsey Coffman, “Yaban arısının, yaban arısının kendisine bulaşmaması ve onu öldürmemesi için virüsü kontrol altına almanın bir yolunu bulması gerekiyor” diyor.

Böcekler fotoğrafı

Yaban arıları evcil hayvan virüslerini kontrol altına almak için nasıl evrimleşti? En önemlisi onları kısırlaştırdılar. Virüs parçacıkları çoğalamaz çünkü yeni virüs parçacıklarının oluşturulmasında hayati önem taşıyan genleri içermezler. Bunlar yaban arısı genomunda kalır.

Yaban arıları ayrıca evcilleştirilmiş virüs parçacıklarının nerede ve ne zaman üretileceğini de kontrol ediyor, muhtemelen virüsün kötüye gitme riskini azaltmak için. Bracovirüs parçacıkları dişinin üreme kanalının yalnızca bir cebinde ve yalnızca sınırlı bir süre için üretilir.

Ve önemli virüs genleri tamamen kaybolmuş olduğundan evcilleştirilmiş virüsler kendi DNA’larını kopyalayamıyor. Bu kaybın yakın zamanda evcilleştirilmiş virüslerde bile görülmesi, bunun önemli bir ilk adım olduğunu düşündürüyor.

Aslında yaban arısına yardımcı olmayan herhangi bir viral gen, yavaş yavaş mutasyonları biriktirecektir. Bracovirüslerde o kadar çok zaman geçmiştir ki kullanılmayan genler tanınmaz hale gelir. Yakın zamanda evcilleştirilen virüslerde kalıntılar hâlâ belirlenebiliyor.

‘Kayıp halka’ ortaya çıktı

Ölü virüslerle dolu bir genoma sahip olmanın özel bir yanı yok. Virüsler her zaman hayvan genomlarına sıçrar; kendi DNA’mız bile onların kalıntılarıyla dolu. Ancak yalnızca parazitik eşekarısıların viral parçacıklar oluşturmak için hala birlikte çalışan gen dizilerini koruduğu biliniyor.

Araştırmacılar bu ilişkilerin nasıl başladığını anlamaya hevesliler. Bazıları ipucu bulmak için küçük turuncu bir eşekarısı arıyor. Diachasmimorpha longicaudataBu bir çiçek virüsünün evcilleştirilmesinin ilk aşamalarında olabilir. Çiçek virüsü gerçek bir evcilleştirilmiş virüs değildir çünkü DNA’sı yaban arısının genomuna girmemiştir. Bunun yerine yaban arısının zehir bezlerinde kendi kendine çoğalır.

Diğer virüsleri evcilleştiren eşekarısı gibi, D.longicaudatabu durumda bir meyve sineği kurdu olan konakçıya viral parçacıkları enjekte eder. Coffman ve Burke, araştırmacı Taylor Harrell ile birlikte çiçek virüsü olmadığında yaban arısı larvalarının çoğunun öldüğünü gösterdi. Ancak tamamen evcilleştirilmiş virüslerin aksine, çiçek virüsü yaban arısının dışında da çoğalarak kurtçuk hücrelerinde yeni virüs parçacıkları üretiyor. Yaban arısı çiçek virüsünden faydalanıyor ancak onu tam olarak kontrol edemiyor.

Coffman, bu zayıf kontrolün yaban arılarının başlattığı virüs türünü yansıtabileceğini söylüyor. Evcilleştirilmiş virüslerin çoğu, yaban arısı genomlarına çiçek virüslerinden daha kolay entegre olabilen, nudivirüs adı verilen virüs türlerinden türemiştir.

Ancak eşekarısıların henüz yeterince zamanı olmamış olması da mümkün. Aslına bakılırsa, yaban arısı-poxvirüs ortaklığı o kadar yeni ki, yalnızca bir yaban arısı türünde mevcut olduğu görülüyor. Hatta Coffman’ın laboratuvarında her iki eşekarısı da bulunduğunu fark etmemesine neden olacak kadar benzer başka bir türde bile eksik.

Yine de virüs belirli dokularda izole ediliyor ve yalnızca yumurtalar gelişirken çoğalıyor. D.longicaudatazaten bazı savunmalar oluşturdu. Virüsler aynı zamanda yaban arısının yardımı olmadan bulaşma yeteneklerini de kaybediyor gibi görünüyor. Coffman, “Sinekleri bol miktarda virüsle beslemeyi denedim ve onlar bu şekilde enfekte olmuş gibi görünmüyorlar” diyor.

Coffman, çiçek virüsü sisteminin heyecan verici olduğunu ekliyor çünkü virüsün evcilleştirilmesinin nasıl başladığına dair çok az şey biliniyor. “Zamanda geriye gidip her şeyin nasıl başladığını bilemeyiz. Ancak bu sistem yeni. Kayıp halkanın anlık görüntüsüne sahibiz diyebiliriz.”

Kimse parazitik eşekarısı üzerinde virüsün evcilleştirilmesinin neden devam ettiğini kesin olarak bilmese de, araştırmacılar bunun onların yaşam tarzıyla ilgili olduğundan şüpheleniyor. İç parazitler, konakçılarının iç kısımlarında, onları aktif olarak öldürmeye çalışan tehlikeli ortamlarda yaşarlar. Bir yaban arısının bakış açısına göre virüsler, bu en korkunç sorunu çözecek araçlarla dolu paketler gibidir.

Bu fikrin desteği, 120’den fazla yaban arısı, karınca ve arı türünün genomlarını inceleyen 2023 araştırmasından geliyor. Araştırmacılar, evcilleştirilme eğiliminde olan virüs türlerinin işaretlerini bulmak için bu genomları taradılar. Evrimsel zaman boyunca işlevsel bir durumda tutulan virüs genlerini tespit ederek evcilleştirilmiş virüslerin varlığı sonucunu çıkardılar. Genler eşekarısı hayatta kalmasına veya üremesine yardımcı olmadığı sürece böyle bir koruma beklenemezdi.

Beklendiği gibi parazitik olmayan böcekler, bu evcilleştirilmiş virüslere sahip olduklarına dair çok az kanıt gösterdi. Aynı şey, konakçı bağışıklık sisteminin onlara ulaşamadığı konakçının vücudunun dış kısmında gelişen parazitler için de geçerliydi. Ancak endoparazitoitler olarak adlandırılan diğer böceklerin içinde gelişen parazitlerde evcilleştirilmiş virüslerin çok daha yaygın olduğu ortaya çıktı.

Fransa’daki Claude Bernard Üniversitesi Lyon 1’den evrimsel biyolog ve çalışmanın yazarlarından biri olan Julien Varaldi, “Virüsler ve bu endoparazitoitler arasında özel bir bağlantı var” diyor. “Bu, bu virüslerin bu yaşam tarzının evriminde önemli bir rol oynadığını gösteriyor.”

Yüzbinlerce yaban arısı türü ve sayılamayan virüs türleri nedeniyle, iki varlığın bir araya gelmesi için bolca şans var. Strand bunun “fırsatların evrimsel bir sanal alanı” olduğunu söylüyor.

Bu makale ilk olarak Annual Reviews’tan bağımsız bir gazetecilik çalışması olan Knowable Magazine’de yayınlanmıştır. Bültene kaydolun.





< Web sitemizi ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederim. Yorum yapmayı unutmayınız :-)

YORUMLAR YAZ