כדאי לזכור כמה זיהומים: פשוט שאלו את ה- DNA שלכם.
כשמונה אחוזים מהגנום האנושי הוא למעשה נגיפי - תיעוד מאובנים של מחלה מאחור. אולם הרוב המוחלט של השרידים הנגיפים הללו התדרדרו עד לנקוט נזק כלשהו: איכשהו, במהלך אלפי שנים, פתוגנים לשעבר התפרקו לרדמה קבועה והותירו אחריהם רק צלקות גנטיות. היום, בכתב העת PNAS, חושפים המדענים כמה מהסודות שמאחורי המעבר המסתורי הזה, בעזרת אחד מבתי החולות האהובים ביותר באוסטרליה.
מפגשים קרובים מהסוג הוויראלי הם בדרך כלל זמניים. וירוסים נכנסים לגופים כדיירים, לא כבעלי בתים, מתוך כוונה פשוט לשכפל ולהפיץ אותם למארחים אחרים. אך עבור סוג וירוסים מסוים הנקרא רטרו-וירוסים, חוזה שכירות זמני יכול לעתים קרובות להפוך לשיתופי מגורים קבועים. כאשר וירוסים רטרו פולשים לתאים, הם מכניסים את ה- DNA שלהם לשלנו, ומאפשרים לבצע את צווי הצעדה הרטרו-ויראלית החדשה לצד הרפרטואר של מקום העבודה של התא. אם רטרו-וירוס מתרחש על ידי זרע או ביצה, ההוראות הגנטיות שלו עשויות להמשיך להסתנן לעובר שיעביר מעבורות נגיפיות בכל אחד מתאיו. זה מאפשר להעביר את הרטרו-וירוס "האנדוגני" עכשיו, ויוצר שושלת גנטית שהיא קצת יותר ויראלית מבעבר.
בדורות הראשונים, הנגיף עשוי להישאר שלם מספיק כדי להתעורר מתוך רדום ולהדביק מחדש. אך בעוד שווירוסים רטרו שברו את הגנום האנושי לפחות 30 או 40 פעמים, רוב הוובלים הנגיפיים הללו חמקו לגנים שלנו לפני 5 מיליון שנה לפחות - והמוטציות שהם סבלו מאז הפכו אותם למשעירים.
מכיוון שעבר כל כך הרבה זמן שטיפלנו בפלישה רטרו-ויראלית חדשה, לא הייתה שום דרך עבור מדענים לראות כיצד הגנום שלנו מתיישב עם מתקפות חדשות.
המפתח לפירוק חלק מהאניגמה, מתברר, מעורפל, אפור וישן עד 18 שעות ביממה. כל הגנום של החוליות שנחקרו עד כה מכוסה בשאריות רטרו-ויראליות, והקואלה אינה יוצאת דופן. ההבדל היחיד? בניגוד לרוב בעלי החיים האחרים, קואלות מסתבכות כיום במלחמה עם אחד מאותם מסיגי גבול - הקואלה רטרו-וירוס המכונה היטב - נותנים למדענים הזדמנות נדירה לעקוב אחר התבוללות רטרו-ויראלית בזמן אמת.
"זו באמת ההזדמנות הראשונה והיחידה שלנו להתמודד עם התהליך הזה ... שכן רטרו-וירוס הוא עדיין [עובר למארח"), מסבירה הסופרת הראשונה אוליקה לובר, חוקרת במכון לייבניץ לחקר חיות גן וחיות הבר בברלין.
נראה כי קואלה רטרווירוס הוא וירוס צעיר יחסית - דבר שנכנס לאוכלוסייה במהלך 50, 000 השנים האחרונות - ונשאר כיריב משמעותי של הכינויים הללו. בדומה ל- HIV היחסי הרחוק, נראה כי קואלה רטרווירוס מורידה את יכולתו של המארח שלו להילחם בזיהומים, דבר שעשוי לתרום לפגיעות הקיצונית של קואלות במחלות מין כמו כלמידיה. כדי להחמיר את המצב, קואלה רטרו-וירוס נקשרה להתפתחות של מספר סוגי סרטן, קשר שעשוי להיות נכון גם לגבי נגיף רטרו אנדוגני בבני אדם.
למרות חסרונות אלה, קואלות חיות עם רטרו-וירוס זה כבר אלפי שנים. משהו היה צריך לנטרל את ההתקפות - אך כדי להבין את התהליך הזה, המדענים היו צריכים לדעת היכן נחתו הנגיפים הללו וכיצד הם משתנים עם הזמן.
בעזרת המדענים שפרסמו את הרצף המלא של הגנום הקואלי ביולי השנה, צוות בראשות אלכס גרינווד, פרופסור למחלות חיות הבר המפקח על עבודתו של לובר במכון לייבניץ, ואלפרד רוקה, פרופסור לגנטיקה ומחקרי חיות בר. באוניברסיטת אילינוי, סוף סוף הצליח למפות את נקודות הכניסה של הקואלה רטרווירוס. הגנום של הקואלה איפשר לבנות קרטוגרפיה מקיפה של רטרו-ויראלי מקיפה, והעניק לחוקרים נקודת התייחסות לאיתור קביעת קואלה רטרו-וירוס בגנום.
"לאחר רצף [הגנום המלא] של הקואלה נתן לנו תמונה שונה לחלוטין היכן נמצאים [וירוסים אחרים", "אומרת ג'ני גרייבס, פרופסור שלמד גנטיקה, אקולוגיה ואבולוציה באוניברסיטת לה-טרוב שלא היה קשור לעבודה. "לא ניתן לעשות זאת בשום דרך אחרת."
החוקרים חפרו לראשונה את הגנום של שני קואלות שאינן קשורות לצורך עדויות לשרידים ויראליים - כולל גרסאות פעילות עדיין של קואלות רטרווירוס והעתקים שכבר אוכלו בצייתנות. הם הופתעו לגלות שברים של הרטרווירוס הקואלה השוכן עם חתיכות של עוד רטרו-ווירוס אחר בשם PhER - תושב ותיק בגנום הקואלה שהניח שורשים מזמן. PhER היה ככל הנראה בעבר אינטראקציה של רטרו-ויראלי, אך כבר מזמן נפל למצב של התפרקות. כאשר הצוות בדק את רצפי ההיבריד של ה- PhER-koala retrovirus - גרסאות שבורות בעצם של ה- koala retrovirus - הם הבינו ש- PhER פלשה וביטלה את הקואלה רטרו-וירוס על ידי החלפת הגנים הארסיים של קואלה רטרווירוס לרצף הגרוטני שלה, בתהליך שנקרא רקומבינציה.
אף על פי שאינו קשור לרטרווירוס הקואלה, PhER נשא די דמיון כדי לאפשר תופעה זו. ה- switcheroo הגנטי החליף קטעים מכריעים של קואלה רטרווירוס בכפולות של גוף אינרטי, ובכך למעשה נטרל את ארסנל הקואלה רטרווירוס ונעל אותו במקום. כל הדרוש לשילוב מחדש הוא שני "צלעות" זהות משני צדי קטע ה- DNA: כל עוד יש לקטע החדש את הכריכות הנכונות, ניתן להחליף מדריך הוראות קטלני על ידי מניפסט שטויות.
רצף הגנום הקואאלי השלם איפשר למדענים לבדוק כיצד קואלה רטרווירוס פולש למין זה בזמן אמת. (PublicDomainPictures) למעשה, PhER, יסוד רטרו-ויראלי עתיק, פעל כמשמר גנומי כנגד פולשים חדשים כמו קואלה רטרו-וירוס. כאשר PhER עצמו פשט על הגנום של הקואלה לפני מיליוני שנים, הוא נתקע - מה שהעניק לנגיף זה כעת אינטרס מוגן בהגנה על המארח שלו מפני מחלות: אם הקואלה מתה, כך גם PhER.
לכן, אימוץ גישה "אם אתה לא יכול לנצח אותם, הצטרף אליהם", PhER עבר מנבל ארסני לעבר הנאמנים הנאמנים. "כשגנום מארח וגנום ויראלי הופכים לישות יחידה, הם צריכים ללמוד להסתדר זה עם זה", מסביר רוקה. "זה כאילו הנגיפים הישנים האלה אומרים לוירוסים חדשים, 'זה הטריטוריה שלנו, אל תתעסקו עם זה.'"
אך לפעולה זו של חנינה מצדו של PhER עשויים להיות גם מניעים נסתרים. שילוב מחדש עם קטרו וירוס אינו רק דרך לבטל את התחרות - זו הזדמנות עבור PhER לחטוף כמה מכונות נחשקות במיוחד. כאשר PhER מחליף את כלי הנשק של קואלה רטרו-וירוס ביורשות לא מזיקות משלו, ל- PhER יש את ההזדמנות לכיס את הכלים שעשויים לפרוץ אותו מהכלא הגנומי - ולהשאיר רטרווירוס קואלה פגום להירקב במקומו.
"התהליך הזה רע עבור קואלה רטרווירוס מכיוון שהוא הופך להיות פחות מנגיף, אבל הוא טוב ל- PhER, הרטרווירוס האנדוגני המקורי, מכיוון שהוא מאפשר לו להתפשט, " אומר גרינווד.
אין זה סביר ש- PhER ייצא מהמדורה כנגיף זיהומי מן המניין: הקדיש זמן רב מדי לגנום בגנום. נכה של רטרו-וירוס חדש עשוי לתת ל- PhER הזדמנות להשיל את אזליה - אך ההשלכות הקשות ביותר נשמרות על ידי קואלה רטרווירוס עצמה. לובר חושד כי אנו עוקבים אחר אילוף איטי של פתוגן זה.
למעשה, נראה כי שילוב מחדש הוא קריטי לפעולת ההפעלה של קואלה רטרווירוס. כאשר החוקרים ערכו חיפוש בגנום של 166 קואלות שהופצו ברחבי אוסטרליה, הם גילו כי קואלות בודדות הכילו עותקים שבורים של קואלה רטרווירוס במקומות רבים ומגוונים בגנום שלהם. קואלה רטרו-וירוס התפשטה באופן פעיל דרך אוכלוסיית הקואלה - אך שוב ושוב, PhER גידל את האקינג עד שיריבו איבד את רגליו. השכיחות העצומה של פירוק פירוק הקואלה מעידה כי שילוב מחדש עם PhER היה חיובי נטו למין הקואלה.
עם זאת, לא כל השילובים נוצרים שווים. לדברי מריה טוקויאמה, חוקרת פוסט-דוקטורט שלומדת נגיף רטרו אנדוגני באוניברסיטת ייל, מכיוון שקורלה רטרווירוס מוצבת בכל כך הרבה מאחזים בגנום, חלקם עשויים להועיל יותר מאחרים. "בתור זה, הדבר עשוי להשפיע על הישרדותן של קבוצות מסוימות על פני אחרות", מסביר טוקויאמה, שלא היה מעורב במחקר.
לפי גרינווד ורוקה, לאחר מאות אלפי שנים, גרסאות ארסיות של קואלה רטרווירוס ייעלמו ככל הנראה מהאוכלוסייה, עד שיישארו רק מזכרות מעברה הזיהומי. כשזה קורה, הטרמפיסטים החבוטים שנותרו - אלו המוצבים במקומות הפחות מזיקים למארחיהם - יהיו זהים בכל הקואלות, כמו הנגיפים הרטרוגניים האנדוגניים הקדומים בבני אדם.
כמובן, כי שילוב מחדש אינו יכול להיות הדרך היחידה להפיכת נגיף רטרו לגנום. הפריצות הראשונות, למשל, לא יכלו לסמוך על תושבים קודמים. מכונות סלולריות של מארח עשויות לכבות ישירות את ה- DNA הנגיפי; או, אם וירוס יטעה במהלך ההתרבות שלו, הוא עלול לכווץ את עצמו בטעות במקום. גנום של חוליות מנומר בעשרות קברים גנומיים אלה, אשר כל אחד מהם מציין פלישה קדומה שונה לנגיף שפתי פעם.
בעבודתם העתידית, המדענים יעקבו אחר האופן שבו קואלה רטרווירוס ממשיך לשקוע בגנום על ידי רצף הגנום של צאצאי קואלה שירשו עותקים שבורים של הנגיף. בנוסף, הצוות מתכנן להמשיך ולבחון את הקשרים בין רטרווירוס קואלה, סרטן ודיכוי חיסוני בתקווה לשמר קהילות מתדלדלות של הקואלה הפגיעה.
ווילה יוסטון, פרופסור למיקרוביולוגיה מאוניברסיטת הטכנולוגיה סידני, שלא היה קשור למחקר, שיבח את היצירה כ"מלהיבה "ו"איכות גבוהה" - התבוננות ב"ניסוי מדעי יפה באמת "שמתגלה באופן טבעי בטבע. יוסטון, שחוקר כלמידיה בקואלות, מדגיש גם את חשיבות הממצאים הללו לעתיד הקואלות בסך הכל. "השלב הבא [במחקר זה] הוא להבין מה המשמעות של שימור המין הזה", היא אומרת.
בעוד שקואלה רטרו-וירוס עשתה מספר לא מבוטל על חלבי האקליפטוס העוסקים באוסטרליה, עדיין ייתכן שיש אור בסוף המנהרה: איחוד הנגיף וחוליית החוליות יכול לפעמים להניב יתרונות בלתי צפויים. כאשר וירוסים חופרים את העקבים שלהם, הגנום המארח יכול מדי פעם לנצל את הטריקים החסכניים של אויביהם מהסחר. לדוגמה, אצל יונקים אחרים, היווצרות השלייה שותפה חלבון רטרו-ויראלי. בלי זה, בני האדם כפי שאנו מכירים אותם היום פשוט לא היו קיימים. אולי האסטרטגיה ההגנתית של PhER היא מבשר של העתים הבאים, כאשר גם קואלה רטרווירוס עשויה ליהנות ממערכת יחסים פחות אנטגוניסטית (או אפילו מועילה) עם בעלי האדמות שלה. בדורות הבאים הבאים, קואלות עשויות עדיין להפוך את השולחנות לאחד מהאויבים האימתניים ביותר שלהם.
