في مارس 2020، رأت تاجيدي دي كارفاليو شيئًا غريبًا حقًا – وهو شيء تعتقد أنه لم يره أي عالم آخر من قبل: فيروس به فيروس آخر أصغر يلتصق “بعنقه”. إن الخلفية الدرامية لهذا الارتباط الفيروسي تشبه فصلًا دراسيًا رئيسيًا حول كيف يمكن أن تكون البيولوجيا جامحة وغريبة.
كلا الميكروبين عبارة عن عاثيات بكتيريا، وهي فيروسات تصيب البكتيريا، تم حصادها من كتلة من الأوساخ في بولسفيل، ماريلاند. تعد عاثيات البكتيريا، والتي تسمى أيضًا ببساطة العاثيات، من بين الكائنات الحية الأكثر وفرة على وجه الأرض. يمكن أن يكون هناك ملايين في جرام واحد من التراب.
اشترك في النشرة الإخبارية The Post Most للحصول على أهم القصص المثيرة للاهتمام من صحيفة واشنطن بوست.
ولكن باستخدام نوع خاص من المجهر يستخدم شعاعًا من الإلكترونات لالتقاط الصور، شهد دي كارفاليو لحظة غريبة حقًا – أشبه بمصور الحياة البرية الذي يلتقط سلوكًا حيوانيًا لم يتوقعه أحد.
وقال دي كارفاليو، الذي يدير مرفق التصوير كيث آر بورتر بجامعة ميريلاند في مقاطعة بالتيمور: “لقد رأيت حرفيًا المئات منهم وقد تم ربط هذا الرجل الصغير من الرقبة، ومن الواضح أن الأمر لم يكن عشوائيًا”. “نحن نعلم أن الفيروسات يمكنها القيام ببعض الأشياء المذهلة والمثيرة للاهتمام. ولكن هذا مجرد شيء جديد آخر لم يكن أحد يتوقع أننا سنراه.”
في دراسة حديثة نشرت في مجلة الجمعية الدولية لعلم البيئة الميكروبية، شرح دي كارفاليو وزملاؤه كيف من المحتمل أن يكون هذا الزوج الغريب الفيروسي. وفقد الفيروس الصغير، المسمى MiniFlayer، القدرة على عمل نسخ من نفسه داخل الخلايا، وهذه هي الطريقة التي تتكاثر بها الفيروسات. لذلك ابتكر التطور حلاً طفيليًا ذكيًا. يستفيد MiniFlayer من فيروس آخر، يُطلق عليه اسم MindFlayer، عن طريق الإمساك برقبته، وعندما يدخلون الخلايا معًا، يستخدم MiniFlayer الآلية الجينية لرفيقه للتكاثر.
هل هو احتضان؟ خنق؟ يقارن DeCarvalho العلاقة بالتنقل الفيروسي. ويشبهها مساعدها، إيفان إريل، عالم الأحياء الحسابي في جامعة UMBC، بمصاص الدماء الذي يغرس أسنانه في فريسته. إنه ليس تشبيهًا مثاليًا، لكنه لاحظ أنه في بعض الأحيان، عندما يجدون MindFlayer وحده، يمكنهم العثور على “علامات عض” حيث تم ربط محلاق MiniFlayer.
وقال إيريل: “الفيروسات ستفعل أي شيء. إنها القوة الأكثر إبداعًا في الطبيعة”. “إذا كان أي شيء ممكنًا، فسوف يتوصلون إلى طريقة للقيام بذلك. لكن لم يتوقع أحد أنهم سيفعلون شيئًا كهذا”.
عالم الفيروسات الغريب
بدأ الاكتشاف بفصل جامعي مصمم لتعليم الطلاب تقنيات المختبرات الأساسية، ومطالبتهم بعزل العاثيات من عينات التربة ودراستها باستخدام علم الوراثة. يعمل DeCarvalho مع البرنامج منذ سبع سنوات ويقول إنه بالنسبة للعديد من الطلاب، فإن رؤية العاثيات هي لحظة مثيرة، مثلما هو الحال عندما يتوقع الآباء رؤية الموجات فوق الصوتية للجنين لأول مرة.
في هذه الحالة، قام الطالبان الجامعيان جينيل لويس وهيرا أحمد بعزل عاثيتهما وأطلقوا عليها اسم MindFlayer في عام 2019. لكن تسلسل الجينوم أدى إلى نتائج محيرة، مما يشير إلى نوع من التلوث. عندما نظرت إليها دي كارفاليو بالمجهر، لاحظت ليس عاثية واحدة، بل اثنتين.
ومن المعروف أن “الغلاف الفيروسي”، كما يسميه العلماء عالم الفيروسات الغريب، يضم عناصر تسمى “الأقمار الصناعية” التي فقدت قدرتها على التكاثر داخل الخلايا. وعادة ما تتغلب الأقمار الصناعية على هذا النقص من خلال الاندماج في جينوم الخلايا التي تصيبها. إنهم يتربصون هناك حتى يدخل فيروس آخر، “المساعد” الذي يحتوي على المكونات المفقودة، إلى الخلية. ثم تغتنم الأقمار الصناعية الفرصة لعمل نسخ من نفسها.
MiniFlayer هو قمر صناعي، ولكن على عكس الإصدار النموذجي، فهو لا يتمتع بالقدرة على الاختباء داخل الخلايا. وهذا يتركها أمام معضلة: كيفية التأكد من وصولها إلى الخلية مع مساعدها في نفس الوقت.
وقال إريل: “ما فعله هذا الفيروس هو أنه قال، حسنًا، سألتصق بمساعدي، وألتصق برقبته – وأسافر مع مساعدي حتى نجد خلية جديدة”.
وهذا أمر مساوٍ للدورة في علم الأحياء الدقيقة، حيث تم صقل تكتيكات مثل القرصنة الجزيئية والاختطاف على مدى ملايين السنين من التطور. يفوق عدد البكتيريا المفترسة الفيروسية عدد البكتيريا، مما يضعها في سباق تسلح تطوري مستمر. تقوم البكتيريا بتطوير الدفاعات، وتقوم العاثيات الفيروسية بتطوير استراتيجيات الدفاع المضاد. العاثيات تتطفل على العاثيات الأخرى.
يهتم الباحثون باستخدام العاثيات، المفترسات الطبيعية للبكتيريا، كدواء. يمكن استخدام العلاج بالعاثية لاستهداف الالتهابات الضارة، وهو نهج قد يصبح أكثر أهمية حيث أصبحت البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية تشكل تهديدًا متزايدًا.
وقال تيري دوكلاند، أستاذ علم الأحياء الدقيقة في جامعة ألاباما في برمنغهام والذي لم يشارك في الدراسة، إن ملاحظة العاثيتين المرتبطتين كانت “مثيرة للاهتمام” لكنه دعا إلى مزيد من الصور والأبحاث لاستخلاص استنتاجات أكثر صرامة حول التفاعل، اكتشف ما إذا كان الفيروسان يصيبان الخلايا بالفعل.
ويأمل المؤلفون في التعاون مع المجموعات التي تستخدم شكلاً مختلفًا من المجهر الإلكتروني لفهم ما يحدث بشكل أكثر وضوحًا. على عكس مصاص الدماء، يشير deCarvalho، إلى أن MiniFlayer لا يمتص شيئًا من MindFlayer.
وقال دي كارفاليو: “لا نعرف ما إذا كان القمر الصناعي يقوم بحقن الحمض النووي الخاص به في المساعد أم لا، أم أنه مجرد توصيل متنقل ثم يسقط مثل القراد”. “نأمل أن يتولى شخص آخر هذا العمل ويكتشف هذا السؤال المثير للاهتمام حقًا.”
المحتوى ذو الصلة
تشير الغارات الإسرائيلية بطائرات بدون طيار في جنين إلى استراتيجية جديدة، وتخاطر بردة فعل مسلحة