Jafnan er álitið að veirur séu agnarsmáir frumstæðir klumpar af genum með prótínhjúp. Það eitt að veirurnar neyðast til að yfirtaka frumur annarra lífvera til að lifa af og fjölga sér er til marks um hve fábrotnar þær eru. Þær teljast varla lifandi. En nokkrir fundir á óvenjulegum veirum síðustu ár benda til að þessi mynd vísindamanna taki nú breytingum.

Veira nokkur er fannst árið 2003 var í fyrstu skilgreind sem baktería en reyndist við nánari rannsóknir vera eins konar skrímslaveira, stærri og þróaðri en margar bakteríur. Hún var nefnd „hermiveira“, af því að hún hafði eiginleika sem „líktu eftir“ bakteríum. Litið er á hermiveiru sem nýjan týndan hlekk milli veira og frumulífvera.

Þessi óvanalega veira öðlaðist á síðasta ári ennþá stærri ættingja. Það voru örverufræðingar við Université de la Méditerranée í Marseille sem uppgötvuðu eitt sinn veiruna í amöbu í frystigeymslu í París og nefndu hana „mamaveiru“. Dr. Bernard Lascola og félagar hans voru í raun að leita eftir áður óþekktri bakteríu sem gæti orsakað lungnabólgu. Frystigeymsla er góður staður til að leita eftir örveirum þar sem bæði amöbur og bakteríur dafna ágætlega í litlum rökum loftbólum sem eru framleiddar þar. En vísindamennirnir fundu ekki neina nýja bakteríu – þess í stað fundu þeir risaveiru.

Risaveira með stórt erfðamengi

Mamaveiran er ein stærsta sinnar tegundar sem menn hafa fundið og greina má hana undir venjulegri smásjá. Veiran lifir í amöbum og öðrum einfrumungum. Hún hefur tíu sinnum fleiri gen en aðrar veirur og afar þróaða efnahvata og dna sem annars er einungis að finna í fjölfrumungi.

Uppgötvunin þótti enn merkilegri þegar vísindamennirnir urðu þess áskynja að mamaveiran gæti „sýkst“. Önnur miklu minni og óþekkt veira gat þannig smitað mamaveiruna. Þessi minni veira, sem er ekki skyld nokkrum öðrum, hlaut nafnið spútnik eftir rússneska gervihnettinum spútnik (rússneska fyrir „leiðsögumaður“). Undir smásjánni gátu vísindamennirnir þannig greint furðulega framvindu: Þeir horfðu á amöbu sem var smituð af skrímslaveiru sem jafnframt var smituð af annarri mun minni veiru.

Vísindamennirnir komust að því að spútnik með einungis 21 gen, er harla fábrotin en jafnframt afar skilvirk: Þegar mamaveira smitar amöbu nýtir hún sér frumulíffæri hennar og nokkur eigin gena til að byggja eins konar veiruverksmiðju, miðstöð þar sem nýjar veirur eru framleiddar. Spútnik smitar þessa veiruverksmiðju og yfirtekur búnað hennar til að fjölga sér. Sambandið við mamaveiruna virðist koma spútnikveiru til góða. Í amöbum þar sem báðar veirur er að finna dafnar spútnik vel meðan geta mamaveiru til að fjölga sér minnkar. Mamaveiran fjölgar sér hægar og jafnvel með afmynduðum veirum. Hins vegar er spútnik illa staddur án þessa stóra félaga síns. Án mamaveirunnar getur spútnik alls ekki lifað af í amöbu.

Litlar veirur sem þarfnast aðstoðar stærri veira til að fjölga sér eru ekki alls óþekktar. Þær eru nefndar fylgdarveirur og þar sem þær skortir getuna til að fjölga sér nýta þær sér aðrar „aðstoðar-veirur“. En spútnik hefur meira til að bera: hann hegðar sér nefnilega eins og sníkjuveira sem yfirtekur búnað hjálparveirunnar og takmarkar jafnframt getu hennar til að fjölga sér.

Þegar vísindamennirnir skoðuðu betur gen spútniks uppgötvuðu þeir að minnst þrjú þeirra eru komin frá mamaveirunni. Vitað er að sumar veirur, svonefndar bakteríuætur, geta nappað genum frá bakteríum og tileinkað sér þau. Þetta er einn háttur þess hvernig ónæmisgen gegn sýklalyfjum dreifast milli baktería. Spútnik var því nefndur „veiruæta“ – fyrsta dæmi um yfirfærslu gena milli veira. Samsetningin á genum spútniks bendir þannig til að hún nýti sér ekki einungis framleiðslutæki risaveirunnar, heldur stelur hún einnig genum hennar.

Risaveiran er ráðgáta

Þessi undraverða uppgötvun hefur blásið lífi í deilur um að hve miklu marki veirur teljist lifandi og hvaða hlutverk þær hafa haft í þróun lífs. Það er alls ekki auðvelt að skilgreina líf. Í líffræðilegum skilningi er engin ein nákvæm skilgreining. Þó þarf líf a.m.k. að geta fjölgað sér. Auk þess er fyrst talað um eiginlegt líf þegar lífvera getur viðhaldið efnaskiptum í frumu, hreyft sig, brugðist við ytra áreiti og fjölgað sér með skiptingu. Jafnan eru veirur ekki skilgreindar sem lifandi verur þar sem þær búa ekki yfir eigin efnaskiptum og þurfa framandi frumur til að fjölga sér.

En fundurinn á risaveiru með flókinni virkni og uppbyggingu, ásamt getu spútniks til að smita risaveiru og hefta fjölgun hennar, rennir stoðum undir þá tilgátu að veirur kunni að vera meira lifandi en vísindamenn hafa til þessa ætlað. Þetta getur því breytt stöðu veiru frá því að teljast einfaldar sameindir yfir í millistig gagnvart lifandi frumum. Stærð risaveirunnar, erfðamengi hennar og sérhæft erfðaefni benda einnig til að hún geti verið forfaðir þeirra frumukjarna, sem finnast í öllum þróuðum frumum í plöntu- og dýraríkinu, og að sjálfsögðu í mönnum.

Veirur hafa knúið þróunina áfram

Menn geta nú einungis giskað á hvernig hinar flóknu frumur með frumukjarna, hvatbera og önnur líffæri urðu til. Ríkjandi kenning er sú að smáar frumstæðar einfrumu bakteríur hafi einhverju sinni hafnað í stærri einfrumubakteríu. Fyrir vikið hafi orðið eins konar samlífi sem veitt hefur þeim aukna getu til að lifa af sem ný sérhæfð lífvera. Menn telja, að t.d. hvatberarnir (aðgreindar orkueiningar í frumunni) séu komnar frá smærri bakteríu sem var tekin upp af stærri bakteríu og dafnaði þar. Í tímans rás hafa þær síðan orðið háðar hvor annarri, þannig að sú stærri gat ekki lifað af án þeirrar orku sem hin minni framleiddi. Með sama hætti reiddi minni fruman sig á það hráefni sem sú stærri hafði fram að færa.

Í þessu sambandi telja menn einnig að hinir flóknu kjarnar frumunnar, þar sem erfðaefnið er að finna, hafi upprunalega komið frá veirum. Fundurinn á þessari afar sérhæfðu risaveiru styrkir því aðeins tilgátuna þar sem hin flókna dna-virkni í henni líkist mun meira virkninni í öðrum frumukjörnum, heldur en í öðrum veirum. Þetta getur haft margvíslegar líffræðilegar afleiðingar. Hin flókna risaveira hefur ruglað vísindamenn í ríminu og skilgreiningin á örveirum hefur riðlast. Mögulega þurfa þessar furðulegu veirur að hafa sitt eigið ríki í hinu víðfeðma ættartré líffræðinnar.

Sé litið á veirur sem sérhæfðar lífverur munu mörkin milli baktería og veira verða óljósari. Spútnik er fyrsta dæmið um veiru sem nýtir sér aðra veiru. Það veitir jafnframt betri skilning á hvernig veirur geta flutt gen sín á milli, sem hefur mikla þýðingu fyrir mismun og þróun lífvera.

Spútnik sem læknisfræðilegt vopn

Kannski hefur uppgötvun á þessum nýju veirum einnig í för með sér læknisfræðilegan ávinning. Hugsanlegt er að fylgdarveiru eins og spútnik megi í framtíðinni nýta til meðhöndlunar á krabbameins- eða veirusjúkdómum. Vísindamenn eru nú þegar að kanna hvort nýta megi veiruna til að örva ónæmiskerfið gegn krabba. Þannig hefur t.d. tekist að skapa sérstaka gerð herpes-veiru, sem fjölgar sér aðeins í lifrar- og brjóstkrabbafrumu. Þessi líftæknivædda herpesveira verður prófuð í klínískum rannsóknum til að kanna hvort þú getir bæði drepið krabbafrumur innanfrá og örvað ónæmiskerfið til að ráðast á æxli.

Spútnik getur öðlast sama hlutverk og kannski gott betur. Geta veirunnar til að smita aðrar veirur kann að nýtast við meðhöndlun á veirusjúkdómum sem er örðugt að lækna í dag. Þannig má hugsa sér sérhannaðar spútnikveirur sem verða búnar með genum er kóða fyrir veirudrepandi prótíni. Kannski verður dag nokkurn mögulegt að slíkar veirur þrengi sér inn í smitaðar frumur sjúklinga með HIV, inflúensu eða lifrarsýkingu og útrými skaðvænlegum veirum. Einnig geta fylgdarveirur með óbeinum hætti örvað ónæmiskerfi sjúklinga til að berjast gegn sjúkdómum.

Þessi nýi veirufundur hefur endanlega breytt sýn vísindamanna á veirur; eftir að hafa verið taldar einfaldar líffræðilegar agnir verður nú að líta á þessar þróuðu örveirur sem eitt af þeim öflum sem knýja áfram þróunina á sjálfu lífinu.