الفيروسات التي تسمى «العاثيات» تصطدم بالبكتيريا منذ فترة طويلة قبل أن نوجد. لذلك ألقى باحثون من جامعة كاليفورنيا بسان دييغو نظرة فاحصة على بعض العاثيات (الجامبو) الأقل دراسة، وتحديداً 201phi2-1، والتي تصيب بكتيريا «Pseudomonas chlororaphis».
تمت تسميتها بالعاثيات لجينومها الكبير الذي يزيد على 200000 زوج قاعدي (معظم العاثيات التي تصيب Pseudomonas لها جينومات أقل من 100000 زوج قاعدي)، كما تمتلك العاثيات (الجامبو) ترسانة من التقنيات لمواجهة آليات الدفاع البكتيري. وقد وجد بحث سابق أن زراعة درع حول مادتها الجينية كان أحد هذه الأساليب، ما يجعل دورة حياة هذه الفيروسات فريدة من نوعها.
من جانبه، كتب عالم الأحياء الجزيئية توماس لافلين وزملاؤه في بحثهم الجديد «فصل المادة الجينومية عن بقية محتويات الخلية عن طريق تغليفها كان يُعتقد سابقًا أنها تطورت مرة واحدة فقط في تاريخ الحياة، لكن اتضح أن هذه العاثيات العملاقة الصغيرة هزمتنا». فيما تقول عالمة الفيزياء الحيوية إليزابيث فيلا «إنها مقصورة على نوع مختلف؛ على عكس أي شيء رأيناه في الطبيعة على الإطلاق»، وذلك وفق ما نشر موقع «ساينس إليرت» العلمي المتخصص، نقلا عن مجلة «نيتشر» العلمية.
وعادة ما تقوم العاثيات بحقن مادتها الجينية في البكتيريا حيث تطفو بحرية في المادة اللزجة الداخلية للخلية (السيتوبلازم)؛ حيث يقوم الفيروس باختطاف معدات البكتيريا لتكرار نفسها. لكن هذه العاثيات (الجامبو) تبني حجرة منفصلة حول حمضها النووي بعد وقت قصير من دخوله إلى مضيفه، يشبه إلى حد ما كيف تمتلك خلايانا نواة لحماية حمضنا النووي؛ إذ يمنع هذا جسديًا نظام المناعة للبكتيريا كريسبر (إنها نفس الأنظمة التي اخترناها نحن البشر لأغراض التلاعب بالجينات الخاصة بنا) والأنزيمات الدفاعية الأخرى من العبث بالحمض النووي الفيروسي.
واستخدم لافلين وفريقه الفحص المجهري الإلكتروني بالتبريد والتصوير المقطعي لفحص هذه الحجرة وصولاً إلى المقياس الذري. وتم بناء الغلاف الواقي من نوع واحد فقط من البروتين أطلق عليه الباحثون اسم «شيمالين» بعد درع الأزتك القديم.
وبمساعدة النمذجة الحاسوبية، وجد الباحثون أن نواة العاثية تسمح بشكل انتقائي للجزيئات بالمرور عبر مسام صغيرة؛ مرة أخرى على غرار الطريقة التي تتحكم بها الخلايا في البيئة المحيطة بموادنا الجينية، ما يجعل هذا مثالًا رائعًا للتطور المتقارب عندما ينتهي الأمر بكائنات غير مرتبطة تمامًا مع حل مشابه لنفس المشكلة البيولوجية.
ويبين الباحثون «ان المسام النووية هي بنية عملاقة ومعقدة لها طرق مميزة للغاية لإبعاد معظم البروتينات. لكن ما ننظر إليه على الأرجح مع العاثية الجامبو هو طريقة أبسط بشكل كبير لحل نفس المشكلة».
ويشرح عالم الكيمياء الحيوية كيفن كوربيت «انه حل إبداعي مذهل (مشابه ولكنه أبسط) لحماية الجينوم الخاص به من العالم الخارجي من خلال بناء جدار لفصله عن الدفاعات البكتيرية».
يمكن أن ينمو هذا الدرع أيضًا مع تكاثر جينوم العاثية بشكل لا يصدق؛ فالباحثون ليسوا متأكدين تمامًا من كيفية تعامل العاثيات مع هذا حتى الآن، لكنهم يشكون في أن المقصورة ربما تنفتح للسماح لمزيد من وحدات الكيمالين بالانضمام إليها، والتي يتم إنتاجها بكثرة عند الإصابة.
بدوره، يقول عالم الأحياء الخلوي جو بوجليانو «الآن بعد أن علمنا أن بعض العاثيات لديها درع، يمكننا إعطاؤها لعاثيات أخرى وصنع عاثيات فائقة أفضل في علاج العاثيات والتغلب على الدفاعات البكتيرية… الخطوة الأولى في هذه العملية هي فهم بنية بروتين الكيمالين الذي يتكون من الدرع، وهذا أحد أسباب أهمية هذا العمل».
جدير بالذكر، يتم بالفعل استخدام العاثيات لعلاج المرضى المصابين بعدوى بكتيرية خارقة بنجاح.