"Teade esimeste hiidviiruste avastamisest püüdis 2003. aastal otsekohe mu tähelepanu. Kui neid piltidelt vaadata, pole nad bakteritest palju väiksemad. See tundus minu jaoks isegi veidi kahtlane. Ehk polegi tegu päris viirustega? Nende pärilikkusainet polnud ju toona veel keegi järjestanud," meenutas nimekas vene-ameerika bioloog ja värske töö üks juhtivautoritest Jevgeni Kunin ERR Novaatorile antud intervjuus.

Järgmisel aastal saadud geenijärjestus rabas mikrobiolooge uuesti. Kui näiteks inimesi kimbutav HI-viirus saab hakkama vaid üheksa geeniga, siis Suurbritannias Bradfordis asuva veetorni lähistelt leitud mimiviirusel oli neid tervelt 1200. Enam kui kolm korda rohkem, kui ühelgi toona tuntud viirusel.

Mimiviirus ei jäänud erandlikuks looduse nurisünnituseks. Loetud aastate jooksul kirjeldati veel pandora- ja pitoviirusi. Neist viimased äratati näiteks elule 30 000 aasta vanusest igikeltsast.

"Nad hävitasid 150 aasta vanuse dogma, et viirused peavad olema juba olemuslikult väikesed ja rakkudest lihtsama ehitusega. Tänaseni pole kellelgi halli aimugi, kuidas suudavad hiidviirused trotsida ühte bioloogia alusreeglit. Eelnevalt oli kõik viidanud, et rakusisene parasitism vähendab genoomi suurust," märkis kõigi kolme viirusrühma avastamisele kaasa aidanud Jean-Michel Claverie Aix-Marseille'i ülikoolist Novaatorile saadetud kommentaaris.

Neljanda domeeni jäänuk vs Frankenstein
Juhtiva teooria kohaselt võib arvata kõik elusolendid ühte kolmest suurest domeenist. Tegu on bakterite, arhede või eukarüootidega. Ühe uute hiidviiruste avastamisel hakati mõtlema täiesti uue elupuu koostamise peale. Hiidviirusi nähti neljanda suure liigirühma jäänustena, mis kaotasid parasiitideks muundudes enamiku oma kunagistest geenidest. Nende eellased surid välja.

Ideed kirjeldav animatsioon. Carla Schaffer / AAAS

Võimalusele viitab muu hulgas hiidviiruste genoomi ainulaadsus. Suurem osa, 50–90 protsenti nende geenidest ei sarnane juba teadlastele tuntud valke kodeerivate pärilikkusaine lõikudega. Isegi hiidviiruste endi DNA järjestused erinevad liigiti märkimisväärselt.

Juba hiidviiruste avastamisest saadik nende põlvnemissuhetesse selgust tuua lootnud Kunin rõhub vastavastatud hiidviiruse Klosneuvirus näitel teisele võimalusele. "Otsisime esmalt klosneuviiruse genoomist üles laialt levinud viirustele (nagu rõugetele) omased geenid. Nende võrdlemisel õnnestus meil paigutada ta raskuseta samasse rühma, kuhu kuuluvad väiksemad DNA viirused," andis Kunin aimu töö taga lasunud metoodikast.

Väikeste viiruste genoom paisus töö järelduste kohaselt horisontaalse geeniülekande toel. Viirused lisasid ajastute vältel enda pärilikkusaine sekka oma ohvrite pärilikkusainet, mis aitas viirustel end paremini paljundada. Piltlikult on tegu erinevatest osadest koosneva kokkulapitud Frankensteinidega.

Seejuures vastutavad mitmed eukarüootidelt saadud geenid valgusünteesiks tarviliku masinavärgi ehitamise eest. Kokkuvõtlikult võimaldavad need viirusel kasutada valkude sünteesil pea kõiki nende ehituskive – aminohappeid. Tavaliselt kaaperdab viirus selleks juba nakatatavas rakus olemasolevad ensüümid ja geenid. "Oluliseks küsimuseks jääb, miks meeldivad viirustele just need geenid sedavõrd palju," märkis Kunin.

Me pole lõbustatud...
Mõned mikrobioloogid peavad uut tööd neljanda domeeni hüpoteesi kirstunaelaks. Teised osutavad uurimuse võimalikele puudujääkidele. Üks anonüümseks jääda soovinud viroloog sõnas Novaatorile, et tema arvates pole kindel, kas ajakiri Science oleks ühegi eurooplastest koosneva töörühma puhul taolise üllatava järelduseni jõudnud uurimuse avaldamist üleüldse kaalunud. Seda eeldusel, et autorite seas puudub Kunini nimi, võrreldes tööd mehe arvamusartikliga.

Muu hulgas heidetakse töörühmale ette liigset metagenoomikale toetumist. Viimastel aastatel populaarsust kogunud meetodi alusel järjestatakse kogu proovides leiduv pärilikkusaine. Seejärel lapitakse kattuvate järjestuste alusel kokku kõige tõenäolisemad genoomid. Antud juhul avastasid teadlased metagenoomikat kasutades Austrias asuvast Klosterneuburgi reoveejaamast muu hulgas neli mimiviirustele sarnanevat viirust. Teiste seas suurima teadaoleva genoomiga hiidviiruse!

Jean-Michel Claverie rõhutas aga, et suuresti pärilikkusaine eelneval paljundamisel saadud väikese katvusega metagenoomika andmete kokkupanemine tekitab teada-tuntult kimäärgenoome. "Meil on praegu igati õigus arvata, et tegu on mitme erineva viiruse pärilikkusainest kokkupandud hübriidi või veelgi hullem, mimiviiruste ja mitme päristuumse organismi DNA seguga," rõhutas mikrobioloog. Utreeritult, metagenoomika sobib küll ökoloogilisteks uuringuteks, kuid mitte täppistööks sedavõrd tähtsate küsimuste lahendamiseks.

Kunin end sellest heidutada ei lasknud. Töös aluseks võetud standardid vastavad rahvusvahelisel tasandil viroloogide kokkulepitud nõudmistele, mis on uute viiruste kirjeldamise eelduseks. Liiatigi on viinud metagenoomika juba sellisel kujul kümnete uute bakterite, arhede ja viiruste leidmiseni.

Samas nõustus ta, et kahtluste hajutamiseks tuleb õppida kasvatama uut hiidviirust katseklaasis. Nii et igaüks saaks ise sellele käe külge panna. "Selle laboris paljundamine on tulevikus möödapääsmatu. Plaanime võtta samast reoveejaamast täiendavaid proove. Loodetavasti leiame täiendavate uuringute käigus ka peremeesorganismi, keda klosneuviirus nakatada suudab," laiendas Kunin.

Täiendavad puudused?
Kriitikud nägid aga puudujääke ka mujal. Töörühma järeldus, et hiidviirus on arenguloo käigus varastanud oma ohvritelt erinevaid geene, rajaneb suuresti aminohappeid transportivatel ensüümidel.

"Nende valmistamise eest vastutavaid geene vahetavad mikroorganismid niigi kõige sagedamini. Ma ei arva seetõttu, et nende põhjal saaks teha kaugeleulatuvaid järeldusi," rõhutas Aix-Marseille ülikooli nakkus- ja uute troopikahaiguste üksuse juht Didier Raoult, kes oli ka esimese hiidviiruse avastanud töörühma liige. Vastavaid geene ei saa tema sõnul põlvnemissuhete leidmiseks sirgjooneliselt aluseks võtta.

Claverie lisas, et enam kui 73 protsenti klosneuviiruse geenidest ei sarnane teistele tänaseks kirjeldatud geenidele. "Kui aga viirus sai "hiljuti" horisontaalse geeniülekande läbi päristuumsetelt organismidelt enam kui 700 geeni, nagu autorid väidavad, peaksid nad meenutama selgelt tänapäeval elavaid organisme. Horisontaalse geeniülekandega ei saa viiruste genoomi suurust seega seletada," leidis mikrobioloog.

Kunin vastas, et teadlased ei tea veel, milliseid organisme täpselt klosneuviirus nakatab. Seeläbi puudub ka ülevaade peremeesorganismi genoomist. Analüüsi käigus võidakse leida hetkel tundmatuks jäävaid viiruse geenidele sarnanevaid pärilikkusaine lõike. Kunini hüpotees seisaks taas kindlamatel alustel.

---
Ühes on kõik ühel nõul. Hiidviirused kujutavad endast midagi erilist. Kunin rõhutas, et need aitavad näha evolutsiooni näha täiesti uuest küljest. "Valkude sünteesimist peeti kaua üheks rakuliste organismide ja elu kui sellise peamise tunnusmärgiks. Ometigi seda need viirused teevad," jäi bioloog mõttesse.

"Hiidviiruste evolutsioonist arusaamine mängib võtmerolli evolutsiooniprotsessi kui sellise mõistmiseks tervikuna ja peaks andma meile täiendavaid vihjeid, kuidas rakuline elu üldse alguse sai," kinnitas Claverie.

Uurimus ilmus ajakirjas Science.