Pithovirus: kæmpevirus fra permafrost – definition, struktur og historie

Pithovirus: kæmpevirus genoplivet fra 30.000 år gammel permafrost — opdag dens unikke ovalstruktur, store DNA og spændende historie.

Pithovirus er en slægt af kæmpevirus, som inficerer amøber. Det er en dobbeltstrenget DNA-virus og tilhører kladen af store DNA-virus. Den blev først beskrevet i 2014, efter at der blev fundet et levedygtigt eksemplar i en 30.000 år gammel iskerne, der blev høstet fra permafrost i Sibirien, Rusland.

Den er 50 % større end de tidligere største kendte virus, men Pandoravirus har det største virale genom, der indeholder 1,9 til 2,5 megabaser af DNA. Pithovirus har en tyk, oval væg med en åbning i den ene ende. Indvendigt ligner dens struktur en honeycomb.

Struktur og udseende

Pithovirus har en usædvanlig stor og ovoid form set i forhold til klassiske vira. Partiklerne er synlige i lysmikroskopet på grund af deres størrelse, og i elektronmikroskop fremstår de med en kraftig kapselskal og et indre mønster, ofte beskrevet som net- eller honeycomb-lignende. Den ene ende kan have en åbning eller en særlig struktur, som menes at være involveret i udløsning af virusets indhold i værtscellen.

Genom og reproduktionsstrategi

Selvom Pithovirus er meget stort fysisk, har det ikke det største genom blandt kæmpevirus — det største kendes hos Pandoravirus. Genomet hos Pithovirus består af dobbeltstrenget DNA og indeholder mange gener, hvoraf en stor del er unikke for denne gruppe eller ukendte i funktion. Ligesom andre store DNA-virus replikerer Pithovirus typisk i værtens cytoplasma, hvor det etablerer såkaldte virale fabrikker — specialiserede områder i cellen, hvor viruskomponenter samles og nye partikler dannes.

Opdagelse og historisk kontekst

Første beskrivelse af Pithovirus kom i 2014 efter, at forskere havde dyrket prøver fra en 30.000 år gammel permafrost-iskerne. Prøverne blev inkuberet med amøber, hvorved man observerede infektion og cellepåvirkning. Fundet vakte betydelig opmærksomhed, fordi det viste, at store virus kan forblive levedygtige i ekstremt lange perioder i frossen jord. Dette illustrerede også, at permafrost kan være en reservoir for gamle mikroorganismer.

Værtsspektrum og økologi

Pithovirus inficerer primært amøber, især gratislevende arter som Acanthamoeba, som ofte bruges i laboratorier til at isolere store miljøvirus. I naturen er amøber almindelige i jord og vand, og de fungerer som værter og mulige «smeltedigler» for udveksling af genetisk materiale mellem mikroorganismer. Der er ingen dokumentation for, at Pithovirus kan inficere mennesker eller de fleste dyr.

Betydning for forskning og biosikkerhed

Opdagelsen af Pithovirus og andre kæmpevirus har flere betydninger:

• Den udvider vores forståelse af virusbiologi og viser større morfologisk og genetisk variation end tidligere antaget.
• Fund i permafrost rejser spørgsmål om, hvilke mikroorganismer der kan genopstå, efterhånden som arktiske områder opvarmes og gamle sedimenter frigives.
• Selvom der ikke er beviser for direkte trusler mod mennesker fra Pithovirus, har opdagelsen ført til diskussioner om laboratorieforholdsregler og kontrol med gamle prøver. Forskning udføres normalt under kontrollerede og sikre forhold for at minimere eventuelle risici.

Metoder til påvisning og videre forskning

Forskere bruger en kombination af metoder til at påvise og karakterisere Pithovirus: dyrkning med amøber for at demonstrere infektiøsitet, elektronmikroskopi til at se partiklens struktur, samt genetiske teknikker (sekventering og bioinformatik) til at analysere genomet og sammenligne det med andre virus. Fortsat forskning fokuserer på at forstå genfunktioner, virus-vært-interaktioner og evolutionære relationer mellem kæmpevirus.

Konklusion: Pithovirus er et fascinerende eksempel på de store og komplekse virus, der findes i miljøet. Dets opdagelse i permafrost har øget interessen for, hvilke mikroorganismer der kan dukke op fra gamle lagre, og har udvidet vores kendskab til virusmangfoldighed uden at pege på nogen aktuel trussel mod mennesker.

Søg efter bogstav