Els gegants entre els nans: Pandoravirus

Coronavirus vistos al microscopi electrònic (Wikimedia Commons)

Quan vaig estudiar biologia els llibres de text deien que els virus no es podien veure pel microscopi òptic perquè eren més petits que el poder de resolució d'aquell instrument, és a dir, de la possibilitat que té de separar dos objectes d'una imatge, que en els millors microscopis òptics és d'uns 0,2 micròmetres (1 micròmetre = 1 milionèsima part d'un metre; o 1 metre = 1.000.000 micròmetres). També em van ensenyar que era impossible veure els bacteris a ull nu, que calia un microscopi, si bé normalment era suficient el microscopi òptic. De fet, el concepte de microbi duia implícita la idea que era qualsevol ésser viu que no podíem veure a causa de la seva petitesa (sovint també hi associàvem la idea de la infecció, però això ja seria una altra història).

Amb el pas dels anys m'he adonat quanta raó tenia el Dr. Lluís Vallmitjana, professor d'histologia que sempre feia moltes preguntes a classe (quina forma té una cèl·lula? quina mida té una cèl·lula? quantes vegades pot dividir-se una cèl·lula?, etc.) i la resposta solia ser sempre la mateixa: "Depèn." En biologia ens trobem sovint que les coses "depenen". I veiem que algunes afirmacions que semblaven dogmàtiques, com ara que la llum és necessària per a la vida, es desmunten amb el temps. Nous paradigmes apareixen per substituir-ne alguns dels establerts. De fet, així és com progressa la ciència.

Doncs bé, ara sabem que hi ha bacteris que es poden veure sense microscopi i que, per veure alguns virus, no ens cal el microscopi electrònic; són els gegants entre els nans. Per altra banda, en el plàncton marí s'han trobat organismes eucariotes que són més petits que molts bacteris; són els nans dels gegants. (Els eucariotes són els organismes que tenen les cèl·lules amb el material genètic a l'interior d'un nucli; per exemple, els animals i les plantes són eucariotes pluricel·lulars.) El 2003 es van descobrir, per casualitat, uns virus que ultrapassaven en molt la mida típica d'aquests microbis; primer es va creure que eren bacteris, però els estudis van confirmar que eren uns virus gegants, als quals van anomenar Mimivirus. Des d'aleshores s'han anat trobant més virus gegants.

Megavirus (Chantal Abergel, 2011; Wikimedia Commons)

Semblava que el record de mida el tenia Megavirus chilensis, amb un diàmetre d'uns 700 nanòmetres, gairebé com un bacteri petit. El van aïllar d'unes mostres d'aigua de mar de la costa xilena, que van tractar convenientment per permetre la multiplicació dels virus que pogués contenir, i que van inocular en una ameba. El van anomenar Megavirus perquè és un nom que reflecteix molt bé la seva característica més destacada, la mida gegantina.

Els últims anys, els investigadors que han estudiat aquests virus han anat agafant mostres d'aigua i de sediments dels llocs on anaven en els seus viatges. Després inoculaven aquelles mostres a amebes que tenien en el laboratori. pensaven que, si les mostres contenien virus, es multiplicarien dins les cè·lules de les amebes.

Aquesta cerca ha tingut resultat. Han trobat dos nous virus que encara són més grans que el Megavirus, i la descoberta va publicar-se a la revista Science del 19 de juliol 2013. Un dels virus prové de sediments marins costaners en el centre de Xile. L'altre, d'un estanyol d'aigua dolça prop de Melbourne, a Austràlia. Atesa la seva grandària, van fer experiments per comprovar la seva naturalesa vírica i van comprovar que els dos virus tenien un cicle de replicació amb les mateixes fases i característiques i que en cada cicle, quan es trencava la paret de la cel·lula hoste per deixar anar els nous virus, en sortien unes cent partícules. Han anomenat Pandoravirus salinus el que s'ha trobat a la costa xilena i Pandoravirus dulcis el que s'ha trobat en l'estanyol australià. M'ha cridat l'atenció que una de les espècies s'hagi trobat en les costes de Xile, on fa alguns anys també es van trobar uns bacteris gegants.

Els virus són microorganismes que tenen un sol tipus d'àcid nuclei (DNA o RNA) que està envoltat per una coberta de proteïna. Per reproduir-se necessiten infectar una cè·lula viva per fer servir la seva maquinària per formar l'àcid nucleic i la coberta proteica dels nous virus. En realitat, encara que els anomenem 'microorganismes' o 'microbis', els virus no són cèl·lules, sinó uns agents infecciosos que no tenen altra finalitat que replicar-se.

Normalment, el genoma (conjunt de gens d'un organisme) dels virus és molt més petit que el de qualsevol organisme, però la descoberta dels Megavirus, el 2011, i ara la dels Pandoravirus, han revelat un genoma molt més gran; en alguns casos, més grans que el genoma d'organismes cel·lulars, fins i tot més grans que els dels eucariotes més petitons. Vegeu la gràfica, amb els valors mínims i màxims dels genomes dels diferents grups (en el cas dels eucariotes, els valors més alts queden fora de la gràfica).

La grandària d'un genoma s'indica pel nombre de bases nitrogenades que conté el seu DNA (o RNA en el cas dels virus que no tenen DNA). En la gràfica (basada en la que publica Science en un comentari a l'article del 19 de juliol) estan expressats en milions de bases, tot i que habitualment solen expressar-se en kilobases (kb). Els Pandoravirus descoberts ara tenen uns genomes de fins a 2,5 milions de bases, tan grans com els d'alguns eucariotes paràsits. A més, el seu genoma presenta moltes diferències amb els de tots els altres virus coneguts. D'aquí ve el nom que els seus descobridors van triar per anomenar-los; no se sap quines sorpreses revelarà el seu estudi, en relació a la seva evolució i funcions.

Per saber-ne més:
- Pandoraviruses: Amoeba viruses with genomes up to 2.5 Mb reaching that of parasitic Eukaryotes, per N. Philippe, M. Legendre, G. Doutre et al. (2013) Science 341:281-286
- Ever-bigger viruses shake tree of life, per E. Pennisi (2013) Science 341:226-227

Potser us interessarà:
- New communities of large filamentous sulfur bacteria in the eastern South Pacific, per V.A. Gallardo i C. Espinoza (2007) International Microbiology 10:97-102 (revista en accés obert, es pot veure i descarregar l'article sencer). Bacteris del sofre gegants descoberts en sediments de la costa xilena.
- Un gegant entre els microbis (aquest blog, 10.05.2008). Sobre els bacteris més grans coneguts.