Viespile care îmblânzeau virușii

Daca intepai ovarul unei viespi numite Demolator de microplită, virușii stropesc în cantități mari, sclipind ca o pastă de dinți albastră irizată. „Este foarte frumos și uimitor că există atât de mult virus produs acolo”, spune Gaelen Burke, entomolog la Universitatea din Georgia.

M. demolatoreste un parazit care își depune ouăle în omizi, iar particulele din ovarele sale sunt viruși „domesticați” care au fost reglați pentru a persista inofensiv la viespi și a le servi scopurilor. Particulele de virus sunt injectate în omidă prin înțepătura viespei, împreună cu propriile ouă ale viespei. Virușii își aruncă apoi conținutul în celulele omizii, eliberând genele care sunt spre deosebire de cele dintr-un virus normal. Acele gene suprimă sistemul imunitar al omizii și îi controlează dezvoltarea, transformând-o într-o pepinieră inofensivă pentru puii de viespe.

Lumea insectelor este plină de specii de viespi parazite care își petrec copilăria mâncând alte insecte vii. Și din motive pe care oamenii de știință nu le înțeleg pe deplin, au adoptat și îmblânzit în mod repetat viruși sălbatici care cauzează boli și i-au transformat în arme biologice. O jumătate de duzină de exemple sunt deja descrise, iar noi cercetări sugerează multe altele.

Studiind virușii în diferite stadii de domesticire, cercetătorii de astăzi dezvăluie modul în care se desfășoară procesul.

Parteneri în diversificare

Exemplul prin excelență al unui virus domesticit de viespe implică un grup numit bracovirusuri, despre care se crede că sunt descendent dintr-un virus care a infectat o viespe sau gazda omida sa, aproximativ acum 100 de milioane de ani. Acest virus străvechi și-a îmbinat ADN-ul în genomul viespei. De atunci a făcut parte din viespe, transmisă fiecarei noi generații.

De-a lungul timpului, viespile s-au diversificat în specii noi, iar virusurile lor s-au diversificat odată cu ele. Bracovirusurile se găsesc acum la aproximativ 50.000 de specii de viespi, inclusiv M. demolator. Alți viruși domestici provin din diferiți viruși sălbatici care au intrat în genomul viespilor în diferite momente.

Cercetătorii dezbat dacă virușii domestici ar trebui să fie numiți viruși. „Unii oameni spun că cu siguranță este încă un virus; alții spun că este integrat și deci face parte din viespe”, spune Marcel Dicke, ecologist la Universitatea Wageningen din Olanda, care a descris modul în care virușii domestici afectează indirect plantele și alte organisme într-o lucrare din 2020 în Anual Review of Entomology.

Pe măsură ce compozitul viespe-virus evoluează, genomul virusului devine împrăștiat prin viespii. ADN. Unele gene se degradează, dar un set de bază este păstrat – cele esențiale pentru producerea particulelor infecțioase ale virusului original. „Piesele sunt toate în aceste locații diferite din genomul viespii. Dar încă pot vorbi între ei. Și încă mai fac produse care cooperează între ele pentru a produce particule de virus”, spune Michael Strand, entomolog la Universitatea din Georgia. Dar, în loc să conțină un genom viral complet, așa cum ar face un virus sălbatic, particulele de virus domesticite servesc ca vehicule de livrare pentru armele viespei.

Aceste arme variază foarte mult. Unele sunt proteine, în timp ce altele sunt gene pe segmente scurte de ADN. Cele mai multe seamănă puțin cu ceva găsit în viespi sau viruși, așa că nu este clar de unde provin. Și sunt în continuă schimbare, blocați în curse evolutive înarmărilor cu apărarea omizilor sau a altor gazde.

În multe cazuri, cercetătorii nu au descoperit încă nici măcar ce fac genele și proteinele în interiorul gazdelor viespilor sau să demonstreze că acestea funcționează ca arme. Dar au descurcat unele detalii.

De exemplu, M. demolatorviespile folosesc bracovirusuri pentru a elibera o genă numită glc1.8în celulele imune ale omizilor de molii. The glc1.8gena determină celulele imunitare infectate să producă mucus care le împiedică să se lipească de ouăle viespei. Alte gene în M. demolatorbracovirusurile forțează celulele imune să se sinucidă, în timp ce altele împiedică omizile să sufoce paraziții din tecile de melanină.