Diep in de Siberische permafrost, bijna 100 voet onder de bevroren grond, bleef het eeuwenlang sluimerend. Boven de grond, de gletsjers trokken zich terug, oude mensen arriveerden en uiteindelijk ontwikkelde de beschaving zich.
gerelateerde inhoud
- Microbiologen blijven gigantische virussen vinden in het smelten van permafrost
- 400 jaar bevroren planten onder een gletsjer kunnen weer tot leven komen
Nu is het ontdooid en nieuw leven ingeblazen, dankzij een team van Franse wetenschappers. Het is een virus en de zombie-achtige opstanding laat zien dat de microben veel langer kunnen bestaan dan wetenschappers eerder hadden gedacht.
Tienduizenden jaren lang bleef het virus volledig bevroren. De microbe was echter niet helemaal dood - deels omdat een virus volgens de normen van de biologie niet echt als levend kan worden omschreven. Alle virussen vereisen gastheercellen om zich voort te planten, en tussen de voortplantingscycli blijven ze bestaan als een inert deeltje dat een virion wordt genoemd, ongeveer analoog aan het zaad van een plant.
In 2000 kwamen de wetenschappers, geleid door Jean-Michel Claverie en Chantal Abergel van het Mediterrane Instituut voor Microbiologie, aan in Anyuysk, een afgelegen stad in de regio Chukotka in Siberië, om nieuwe virussen te zoeken in voorheen onontgonnen omgevingen. Eerder was gespeculeerd (en is sindsdien bewezen) dat organismen tienduizenden jaren kunnen worden ingevroren en vervolgens met succes kunnen herleven, dus de onderzoekers dreven diep in een uitsteeksel van permanent bevroren grond langs de oevers van de rivier de Anuy om te zoeken Voor sommigen.
Het Chukotka-gebied, weergegeven in rood, waar de wetenschappers permafrost proefden. (Afbeelding via Wikimedia Commons / Marmelad) Ze behandelden de kern van bevroren grond die ze hadden geëxtraheerd met uiterste zorg, bedekten het buitenoppervlak met ontsmettingsalcohol om verontreiniging te elimineren, haalden vervolgens een klein stukje grond uit het midden en bewaarden het in een steriele zak. Met behulp van koolstofdatering dateren de wetenschappers de leeftijd van de grond tot ergens tussen de 34.000 en 37.000 jaar.
Jaren gingen voorbij en de wetenschappers analyseerden het monster uiteindelijk, samen met anderen. Meer dan tien jaar later hebben ze eindelijk aangekondigd dat ze inderdaad een levensvatbaar virus hebben gevonden in de steekproef van permafrost - en het is veel ongebruikelijker dan ze hadden verwacht.
"We vermoedden dat virions minstens zo lang besmettelijk konden blijven", zegt Claverie. "De verrassing kwam meer van het feit dat het een gigantisch virus was en van een geheel ander type dan de vorige [moderne]."
Tot 2003 werd gedacht dat alle virussen klein waren - volledig onzichtbaar onder een standaard lichtmicroscoop en een fractie van de grootte van de meeste bacteriële cellen. Sindsdien zijn verschillende gigantische virussen ontdekt, waaronder pandoravirussen, ontdekt door Claverie en Abergel in een watermonster verzameld voor de kust van Chili, dat het groottebeeld had met een lengte van ongeveer een micrometer of een duizendste van een millimeter.
Maar hun nieuwe virus Pithovirus sibericum, beschreven in een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences, is een verbazingwekkende 1, 5 micrometer lang, tussen de 10 en 100 keer zo groot als het gemiddelde virus. Onder een microscoop is het gemakkelijk zichtbaar als een ovaal omrand door een donker zwarte envelop met een geperforeerde plug aan het uiteinde, ongeveer de grootte van een bacteriecel.
Gedetailleerde microscoopbeelden van het virus: A richt zich op de geperforeerde plug; B toont een dwarsdoorsnede, met de pijl in het midden naar een buisvormige structuur; C toont een bovenaanzicht van de plug; D toont een onderaanzicht van het andere uiteinde van het virus. (Afbeelding afkomstig van Julia Bartoli en Chantal Abergel, IGS en CNRS-AMU) Het vormt geen gevaar voor de mens, omdat het uitsluitend eencellige organismen infecteert die amoeben worden genoemd - iets wat de wetenschappers ontdekten toen ze de microbe uit zijn inerte virionvorm nieuw leven inblazen door hem op te warmen en in een petrischaaltje met levende amoeben te plaatsen. Eenmaal nieuw leven ingeblazen, kwam het virus de amoebencellen binnen, kaapte het de metabole machinerie van de cellen om veel kopieën van zichzelf te maken en splitste de cellen open, doodde ze en bevrijdde zichzelf om verdere cellen te infecteren.
Eerder bekende gigantische virussen infecteren ook amoeben, waarschijnlijk vanwege hoe gemakkelijk het is om ze in te voeren. Amoeben voeden zich door fagocytose en gebruiken hun cellulaire membranen om deeltjes en organismen te verzwelgen; om een gigantisch virus in een amoebe te laten komen, hoeft het zich alleen maar te laten overspoelen. Omdat de meeste cellen van mens en dier geen deeltjes op deze manier opslokken, moeten virussen die ons infecteren over het algemeen complexere invoermethoden gebruiken, die zo'n enorme omvang verbieden.
Voor de wetenschappers is het belangrijkste aspect van de nieuwe ontdekking wat ze vonden toen ze het DNA van het virus isoleerden en de genen ervan bepaalden. "De genoomgrootte is veel kleiner dan verwacht van de deeltjesgrootte, slechts 500 genen, " zegt Claverie, "waar de andere twee families van gigantische virussen meer dan duizend hebben." Bovendien lijkt het replicatieproces van het nieuwe virus veel meer op dat van het standaardvirus dan op de andere gigantische virussen, waardoor Claverie het beschrijft als iets van een "brug" tussen de gigantische virussen en de traditionele.
Tot nu toe waren de twee ontdekte reuzenvirussen (megavirussen en pandoravirussen) erg genetisch vergelijkbaar. De ontdekking van een radicaal ander gigantisch virus in een willekeurig gekozen monster van permafrost, zeggen de onderzoekers, geeft aan dat gigantische virussen veel gebruikelijker en diverser zijn dan eerder werd gedacht.
Er is ook het feit dat dit virus minstens 30.000 jaar heeft overleefd in bevroren grond. Omdat virussen zich niet bezighouden met de meeste zelfvoorzienende activiteiten die worden uitgevoerd door alle vormen van leven (ze gebruiken bijvoorbeeld geen energie om hun eigen metabolisme te reguleren), lijkt het waarschijnlijk dat ze veel langer in een inerte staat kunnen overleven dan welke levensvorm dan ook. Als de enige limiet de hoeveelheid tijd is dat hun DNA kan aanhouden, is het mogelijk dat ze enkele miljoenen jaren kunnen overleven voordat het onherstelbaar wordt beschadigd door natuurlijke radioactiviteit van de aarde. Claverie en Abergel bemonsteren momenteel oudere lagen bevroren grond om te zoeken naar nog meer oude virussen.
Maar hoewel dit specifieke virus geen bedreiging voor de menselijke gezondheid vormt, roept de ontdekking ervan verontrustende vragen op. "[Dit] is een goede demonstratie dat het idee dat een virus van de planeet kan worden 'uitgeroeid' gewoon fout is en ons een vals gevoel van veiligheid geeft, " zegt Claverie. Terwijl het Noordpoolgebied en het subarctische gebied warm zijn, betekent "mijnbouw en boren het brengen van menselijke nederzettingen en het graven door deze oude lagen voor het eerst in miljoenen jaren. Als er nog levensvatbare virions zijn, is dit een goed recept voor een ramp."
