Pernahkah Anda bertanya-tanya apakah virus yang menyebabkan flu parah dapat tertular dengan sendirinya? Mungkin Anda terhibur mengetahui bahwa, ya, virus sebenarnya bisa membuat sakit. Bahkan lebih baik lagi, menurut keadilan karma, pelakunya ternyata adalah virus lain.
Virus bisa sakit karena fungsi normalnya terganggu. Ketika virus memasuki sel, ia dapat melakukan hal tersebut menjadi tidak aktif atau segera mulai mereplikasi. Saat bereplikasi, virus pada dasarnya memerintahkan pabrik molekuler sel untuk membuat banyak salinan dirinya sendiri, kemudian keluar dari sel untuk membebaskan salinan baru.
Kadang-kadang virus memasuki sel hanya untuk menemukan bahwa tempat tinggal sementara yang baru telah menjadi rumah bagi virus lain yang tidak aktif. Kejutan kejutan. Berikut ini adalah pertarungan untuk menguasai sel yang bisa dimenangkan oleh salah satu pihak.
Namun terkadang virus memasuki sel dan menemukan kejutan yang sangat buruk: virus yang menunggu secara khusus untuk memangsa virus yang masuk.
saya adalah seorang ahli bioinformatikaDan laboratorium saya mempelajari evolusi virus. Kita sering menemukan “virus dari virus”, namun baru-baru ini kita menemukan sesuatu yang baru: virus itu menempel pada leher virus lain.
Dunia satelit
Para ahli biologi telah mengetahui adanya virus yang memangsa virus lain – disebut sebagai virus “satelit” – selama beberapa dekade. Pada tahun 1973, peneliti mempelajari bakteriofag P2, virus yang menginfeksi bakteri usus Escherichia colimenemukan bahwa infeksi ini terkadang menyebabkan dua jenis virus berbeda muncul dari sel: fag P2 dan fag P4.
Bakteriofag P4 adalah virus beriklim sedang, artinya ia dapat berintegrasi ke dalam kromosom sel inangnya dan tidak aktif. Ketika P2 menginfeksi sel yang sudah menampung P4, P4 laten dengan cepat bangun dan menggunakan instruksi genetik P2 untuk membuat ratusan partikel virus kecilnya sendiri. P2 yang tidak curiga beruntung dapat mereplikasi beberapa kali, jika memang ada. Dalam hal ini, para ahli biologi menyebut P2 sebagai virus “penolong”, karena satelit P4 membutuhkan materi genetik P2 untuk bereplikasi dan menyebar.
Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa sebagian besar spesies bakteri memiliki a beragam sistem pembantu satelit, seperti P4-P2. Namun satelit virus tidak terbatas pada bakteri saja. Tak lama setelah virus terbesar yang diketahui, mimivirus, ditemukan pada tahun 2003, para ilmuwan juga menemukannya satelit, yang mereka beri nama Sputnik. Tanam satelit virus yang bersembunyi di sel tumbuhan menunggu virus lain juga tersebar luas dan dapat menyerang dampak penting pada tanaman.
Perlombaan senjata yang viral
Meskipun para peneliti telah menemukan sistem virus pembantu satelit dalam jumlah yang cukup banyak setiap bidang kehidupan, pentingnya mereka bagi biologi masih kurang dihargai. Yang paling jelas, satelit virus mempunyai dampak langsung pada virus “penolong” mereka, dan biasanya malah membuat mereka cacat terkadang menjadikan mereka pembunuh yang lebih efisien. Namun itu mungkin kontribusi mereka yang paling kecil terhadap biologi.
Satelit dan pembantunya juga terlibat dalam perlombaan senjata evolusioner yang tiada akhir. Satelit mengembangkan cara-cara baru untuk mengeksploitasi para pembantu dan para pembantu mengembangkan tindakan pencegahan untuk memblokir mereka. Karena kedua belah pihak adalah virus, hasil dari perang internecine ini tentu saja mencakup sesuatu yang menarik bagi banyak orang: antivirus.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa banyak sistem antivirus yang diperkirakan berevolusi pada bakteri, seperti gunting molekuler CRISPR-Cas9 yang digunakan dalam pengeditan gen, mungkin telah berevolusi. berasal dari fag dan satelitnya. Ironisnya, dengan tingkat perputaran dan mutasinya yang tinggi, virus-virus penolong dan satelit-satelitnya ternyata adalah virus penolong titik panas evolusi untuk persenjataan antivirus. Dalam upaya untuk mengakali satu sama lain, virus satelit dan virus pembantu telah menghasilkan serangkaian sistem antivirus yang tak tertandingi untuk dieksploitasi oleh para peneliti.
MindFlayer dan MiniFlayer
Satelit virus mempunyai potensi untuk mengubah cara para peneliti memahami strategi antivirus, namun masih banyak yang harus dipelajari tentangnya. Dalam penelitian kami baru-baru ini, saya dan kolaborator mendeskripsikan bakteriofag satelit yang sama sekali tidak seperti satelit yang diketahui sebelumnya, yaitu satelit yang telah berevolusi menjadi gaya hidup yang unik dan seram.
Pemburu fag tingkat sarjana di Universitas Maryland, Baltimore County mengisolasi a fag satelit yang disebut MiniFlayer dari bakteri tanah Streptomyces scabiei. MiniFlayer ditemukan berhubungan erat dengan virus pembantu yang disebut bakteriofag MindFlayer yang menginfeksi Streptomyces bakteri. Namun penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa MiniFlayer bukanlah satelit biasa.
Gambar ini menunjukkan Streptomyces phage satelit MiniFlayer (ungu) menempel pada leher virus pembantunya, Streptomyces phage MindFlayer (abu-abu). (Kredit: Tagide deCarvalho, CC BY-SA)
MiniFlayer adalah fag satelit pertama yang diketahui telah kehilangan kemampuannya untuk tidak aktif. Tidak bisa menunggu penolong Anda memasuki sel merupakan tantangan penting bagi fag satelit. Jika Anda memerlukan virus lain untuk bereplikasi, bagaimana Anda menjamin virus tersebut dapat masuk ke dalam sel pada waktu yang sama dengan Anda?
MiniFlayer mengatasi tantangan ini dengan penuh percaya diri evolusioner dan kreativitas film horor. Alih-alih menunggu, MiniFlayer malah menyerang. Meminjam dari “Drakula” dan “Alien”, fag satelit ini mengembangkan embel-embel pendek yang memungkinkannya menempel di leher pembantunya seperti vampir. Bersama-sama, pembantu yang tidak waspada dan penumpangnya melakukan perjalanan mencari tuan rumah baru, dimana drama viral akan terungkap lagi. Kami belum tahu bagaimana MiniFlayer menundukkan pembantunya, atau apakah MindFlayer telah mengembangkan tindakan penanggulangannya.
Jika pandemi baru-baru ini mengajarkan kita sesuatu, maka itu adalah pelajaran kita persediaan antivirus agak terbatas. Penelitian tentang sifat virus dan satelitnya yang kompleks, saling terkait, dan terkadang bersifat predator, seperti kemampuan MiniFlayer untuk menempel di leher pembantunya, berpotensi membuka jalan baru untuk terapi antivirus.
Ivan Erill adalah Profesor Ilmu Biologi di Universitas Maryland, Baltimore County. Artikel ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah a Lisensi Creative Commons. Membaca artikel asli.