Giant Marseillevirus Highlights The Role Of Amoebae As A Melting Pot In Emergence Of Chimeric Microorganisms

Mickae¨ l Boyera, Natalya Yutinb, Isabelle Pagniera, Lina Barrassia, Ghislain Fournousa, Leon Espinosaa, Catherine Roberta, Saïd Azzaa, Siyang Sunc, Michael G. Rossmannc, Marie Suzan-Montia, Bernard La Scolaa, Eugene V. Kooninb, dan Didier Raoulta.

(www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0911354106)

Contributed by Michael G. Rossmann, October 22, 2009 (sent for review September 1, 2009)

Virus raksasa seperti Mimivirus yang diisolasi dari amoeba yang ditemukan pada habitat akuatis menunjukan sofistikasi biologis yang dapat dibandingkan dengan bentuk kehidupan selular sederhana dan tampaknya disusun dengan mekanisme serupa, termasuk duplikasi gen ekstensif, dan transfer gen horisontal (HGT). Boyera et al. (2009) melaporkan isolasi “Marseille” virus, suatu virus amoeba yang sebelumnya belum terkarakterisasi. Virion Marseillevirus meliputi genom yang berukuran 368 kb, sedikitnya 49 protein, dan beberapa mRNA. Analisis filogenetik gen-gen utama mengindikasikan bahwa Marseillevirus merupakan prototipe suatu famili nucleocytoplasmic large DNA viruses (NCLDV) eukariot. Repertoir genom virus tersebut disusun oleh gen-gen utama khas NCLDV dan gen-gen yang diperoleh dari inang eukariot dan parasit-parasitnya atau simbionnya, baik bakteri maupun virus. Boyera et al. (2009) mengajukan bahwa amoeba merupakan ‘melting pots’ evolusi mikroba dimana bermacam-macam bentuk muncul, termasuk virus raksasa dengan repertoir gen kompleks dari bermacam-macam asal usul.

Marseillevirus sebagai Virus Raksasa Mewakili Famili NCLDV yang Unik

Genom Marseillevirus berbentuk molekul DNA untai ganda sirkuler berukuran 368.454 bp dengan G+C content 44,73%, yang membuat virus ini menjadi virus ke lima terbesar setelah Mimivirus, Mamavirus, Emiliania huxleyi virus 86, dan Paramecium bursaria Chlorella virus NY2A. Virus ini mewakili famili virus yang sebelumnya belum berhasil dikarakterisasi. Alasannya ialah sebagai berikut:  (1) dari  41 gen  NCLDV yang terdiri dari set gen nenek moyang, 28 gen diantaranya teridentifikasi dalam Marseillevirus; (2) Adanya hasil observasi yang mendukung bahwa Marseillevirus dapat dikelompokan dengan Iridoviruses dan Ascoviruses.

Genom Marseillevirus Menunjukan Perpaduan dari Asal-Usul Organisme yang Berbeda

peta kromosom Marseillevirus

Virus amoeba dikarakterisasi dengan ukuran yang besar dan genom chimerik, dengan repertoir gen yang diperoleh dari beragam sumber berbeda. Repertoir genom Marseillevirus terdiri dari gen-gen yang terderivasi dari berbagai sumber yang berbeda melalui HGT (Horizontal Gene Transfer). Tampilan Marseillevirus yang mencolok ialah keberadaan 17 gen yang dipakai bersama Mimivirus/Mamavirus, tetapi tak ditemukan pada NCLDV lainnya. Delapan gen Marseillevirus terdeteksi homolog hanya dengan Mimivirus/Mamavirus dan Achantamoeba, hal ini mengindikasikan adanya pertukaran multipel gen antara amoeba dan virus ini. Ketika pohon filogeni NCLDV ini dikonstruksi dan dibandingkan dengan repertoir, Marseillevirus tampak sekelompok dengan Mimivirus/Mamavirus. Hasil ini bertolak belakang dengan hasil pohon filogenetik gen-gen universal, dimana Marseillevirus dikelompokan dengan Iridiovirus dan Ascovirus. Hasil analisis filogenetik komprehensif menunjukan Marseillevirus mengandung 51 gen asal NCLDV (termasuk yang dipakai bersama Mimiviruses dan Phycodnaviruses), 49 gen yang dimungkinkan berasal dari bakteri atau bakteriofag, dan 85 gen dari eukariotik.  Tidak tampak hubungan nonrandom antara fungsi gen-gen Marseillevirus dan dugaan asal-usulnya.

Amoeba sebagai ‘Melting Pot’ Kehadiran Mikroorganisme Chimerik

sel amoeba yang diinfeksi 3 mikroorganisme berbeda

Amoeba dapat diinfeksi oleh banyak dan beragam mikroorganisme sekaligus, seperti bakteri parasit dan Marseillevirus. Pencampuran ini kemungkinan menghasilkan coexistence multiple parasit dan/ atau simbion dalam amoeba yang sama, sehingga benar-benar menjadikan amoeba sebagai sebuah pabrik untuk mencampurkan gen antara inang eukariotik, beragam virusnya, dan bakteri parasit dan simbionnya. ‘Melting Pot’ genetik amoeba tampak dapat memproduksi organisme dengan genome chimerik kompleks seperti virus raksasa. Keberadaan Virus raksasa yang sangat berlebihan dalam amoeba dapat dijelaskan dengan aksi HGT yang terjadi dalam lingkungan intraseluler inang dimana virus secara konstan diserang dengan DNA dari sumber yang  berbeda-beda.  Suatu kemungkinan menyatakan bahwa virus-virus raksasa shuttle (peralihan) antara inang eukariotik berbeda yang kemudian memperluas gene pool hingga suatu kondisi dimana mereka dipaparkan.

Iklan

Tinggalkan komentar

Belum ada komentar.

Comments RSS TrackBack Identifier URI

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s