Virus phát triển ngọai bào độc lập với tế bào chủ Trước nay người ta vẫn cho rằng virus hòan tòan bất họat về mặt chức năng khi chúng nằm ngòai và độc lập với tế bào ch ủ. Bài báo mới công bố trên Nature tuần qua (436, 1101- 1102, 25 August 2005) cho thấy một dòng virus có hình quả chanh đã mọc hai đuôi nhỏ rất dài sau khi nó thóat khỏi tế bào chủ. Dòng virus này vốn xâm nhiễm vào nhóm vi khuẩn cổ sống ở khu vực suối nư ớc nóng có tính acid cao. Tiến trình mọc đuôi của chúng chỉ diễn ra ở môi trường tương tự như môi trường vật chủ (75−90 °C) và không cần sự hiện diện của tế bào chủ, nguồn năng lượng ngọai lai hay bất kỳ yếu tố phụ trợ nào. Quá trình phát triển hình thái độc lập tế bào chủ có thể là một chiến thuật giúp cho virus sinh tồn trong môi trường khắc nghiệt và có ít có sự hiện diện nhiều nhóm lòai vật chủ. Dòng virus xâm nhiễm vi khuẩn cổ trong bài nghiên cứu được khám phá ở vùng suối nước nóng acid cao (85−93 °C; pH 1,5) thuộc Pozzuoli, Italy. Trong môi trường nuôi cấy được làm giàu, các tác giả đã phát hiện những hạt tử hình qu ả chanh có mật độ cao bất thường, những hạt này mang ph ần phụ trội ở phía cuối và độ dài phần phụ trội này không hòan tòan giống nhau (xem hình a). Các h ạt tử ngay sau đó được phân tách và tinh s ạch, và để xác định bản chất virus của chúng các tác giả cho chúng tái b ản trong tế bào vật chủ là vi khuẩn cổ Acidianus convivator; virus liền sau đó được đặt tên là ATV (Acidianus two-tailed virus – virus có hai đuôi xâm nhiễm vào vi khuẩn cổ Acidianus). Điều ngạc nhiên là các hạt tử vốn xuất xứ từ những tế bào đã bị xâm nhiễm bởi ATV khi cho tăng trưởng ở nhiệt độ cao 75 °C lại không có đuôi (hình b); thậm chí sau 4 ngày cho xâm nhiễm vào các dòng tế bào chủ, các các giả cũng không phát hiên các hạt tử mọc đuôi (hình c). Tuy nhiên, sau 8 ngày tất cả các các hạt tử q uan sát được lại phát triển đuôi. a, Các hạt virus trong mẫu làm giàu thu được từ suối nước nóng acid cao Pozzuoli, Italy (pH 1.5, 85−93 °C). b, Các hạt virus hình quả chanh xuất hiện ở rìa tế bào A. convivator nhiễm ATV. c, H ạt virus trong môi trường tăng trưởng A. convivator nhiễm ATV, 2 ngày sau khi xâm nhiễm. d, Các hạt virus trong quá trình nuôi cấy sau khi chiết tách và ủ ở 75 °C lần lượt 0, 2, 5, 6 và 7 ngày (từ phái sang trái). Các mẫu đều âm tính khi nhuộm với uranyl acetate 3%, ngọai trừ hình b, nhuộm với platinum -shadowed. Tỷ lệ xích: a−c, 0,5 µm; d, 0,1 µm. Khi các tác giả cho ATV xâm nhiễm vào A. convivator, 2 ngày sau họ tinh sạch các hạt tử và nhận thấy các h ạt tử không mọc đuôi, hơn nữa các hạt tử này hòan tòan tương đồng về kích thước và hình thái (hình c); đặc biệt là hình thái của chúng vẫn giữ nguyên không đổi sau vài tháng trữ lạnh ở 4 °C trong môi trường nuôi cấy và nước cất. Tuy nhiên khi khi ủ những hạt tử này ở 75 °C trong môi trường thiếu tế bào chủ thì đuôi của chúng xuất hiện nhanh chóng (hình c và d), hơn nữa mật độ quần thể nhóm virus hai đuôi có hình thái ngòai tương tự như giống gốc (hình a) đã gia tăng sau 1 tuần nuôi cấy. Ở 85−90 °C, nhiệt độ tối ưu cho tế bào chủ tăng trưởng, quá trình xâm nhập của các hạt tử diễn ra hòan tất sau 1 giờ. Bằng cách xem xét với nhiều cách thức khác nhau đối với các hạt tử không có đuôi, các nhà nghiên cứu xác nhận rằng quá trình mọc đuôi là một tiến trình sinh học chủ động chứ không phải là kết quả của sự gãy vỡ hạt. Đi sâu vào bộ máy di truyền của ATV, các tác giả thu được một bộ gene vòng sợi đôi 62.730 bp. Dò tìm trên bộ gene này, các nhà nghiên cứu nhận diện được 9 protein và thấy có một protein là ứng cử viên điều khiển cho tiến trình mọc đuôi ở ATV. Đó là một protein dài 800 amino acid, có mô hình lõi bị xóăn tương tự như các protein sợi trung gian. Những protein sợi trung gian, như đã biết, tham gia vào việc kiến tạo cấu trúc và tham gia các tiến trình động học của các tế bào vi khuẩn và tế bào nhân thật. Điều đặc biệt là những protein sợi trung gian này có thể lắp ráp thành vi sợi tế bào ngay cả khi không có sự hiện diện của các yếu tố phụ trợ (cofactor) hoặc nguồn năng lượng. Các tác giả đã cho biểu hiện dị thể gene mã hóa protein 800 amino acid này và thấy rằng protein tái tổ h ợp sau khi tinh sạch có thể tạo ra một cấu trúc vi sợi khá dài, có đường kính 2nm và chúng thể hiện các tính chất sinh hóa học tương tự như các vi sợi quan sát trong đuôi virus. Thực sự, trước bài báo này, người ta đã biết có vài thí dụ nổi tiếng về quá trình phát sinh hình thái của virus ngọai bào trong điều kiện tự nhiên, tuy nhiên những ví dụ này chỉ cho thấy hoặc là bước cuối cùng trong tiến trình lắp ráp hạt tử hoặc trưởng thành (ví dụ dòng retroviruses), hoặc trong bư ớc khởi sự quá trình xâm nhiễm (ví dụ dòng tectiviruses). Trong những trường hợp này, quá trình phát sinh hình thái nói trên thường được sắp đặt trên bề mặt tế bào vật chủ đồng thời với quá trình virus chuẩn bị phóng thích khỏi tế bào (trường hợo ví dụ dòng retroviruses) hoặc khi virus chuẩn bị nhập bào (ví dụ dòng [...]...tectiviruses) Do đó bài báo này là thí dụ đầu tiên cho thấy virus thực hiện chức năng sinh học ngọai bào hòan tòan độc lập với tế bào chủ Quá trình phát triển đuôi ở điểm nhiệt độ mà tại đó vật chủ họat động có thể là một phần cấu thành trong chiến thuật nhằm giúp virus sống còn trong điều kiện biến tính và không bền khiến cho mật độ tế bào chủ đôi khi giảm xuống rất thấp Thông thường các dòng virus. .. các dòng virus khi sống trong môi trường nóng acid cao luôn cố gắng giữ mối quan hệ khá bền vững với tế bào chủ tương ứng, điều này giúp cho chúng không bị phơi bày trực tiếp trong môi trường khắc nghiệt Nhưng ATV được biết là dòng virus duy nhất ở điều kiện sống khắc nghiệt lại gây nên sự ly giải tế bào chủ của nó . Virus phát triển ngọai bào độc lập với tế bào chủ Trước nay người ta vẫn cho rằng virus hòan tòan bất họat về mặt chức năng khi chúng nằm ngòai và độc lập với tế bào ch ủ trường vật chủ (75−90 °C) và không cần sự hiện diện của tế bào chủ, nguồn năng lượng ngọai lai hay bất kỳ yếu tố phụ trợ nào. Quá trình phát triển hình thái độc lập tế bào chủ có thể là. thí dụ đầu tiên cho thấy virus thực hiện chức năng sinh học ngọai bào hòan tòan độc lập với tế bào chủ. Quá trình phát triển đuôi ở điểm nhiệt độ mà tại đó vật chủ họat động có thể là