Virüsler Dünyamızı Nasıl Şekillendiriyor?

Dünya gezegenini virüssüz hayal edelim.

Bir asa sallıyoruz ve hepsi kayboluyor. Kuduz virüsü aniden yok oldu. Çocuk felci virüsü gitti. Korkunç derecede ölümcül Ebola virüsü gitti. Kızamık virüsü, kabakulak virüsü ve çeşitli gripler ortadan kalktı. İnsan sefaleti ve ölümünde büyük azalmalar. HIV gitti ve bu nedenle AIDS felaketi asla olmadı. Nipah, Hendra, Machupo ve Sin Nombre gittiler. Dang gitti. Tüm rotavirüsler gitti, gelişmekte olan ülkelerde her yıl yüzbinlerce ölen çocuklara büyük bir rahmet. Zika virüsü gitti. Sarıhumma virüs gitti. Bazı maymunlar tarafından taşınan ve genellikle insanlara geçtiğinde ölümcül olan Herpes B yok oldu. Artık kimse su çiçeği, hepatit, zona ve hatta soğuk algınlığından muzdarip değil. Çiçek hastalığının etkeni Variola mı? Bu virüs 1977’de vahşi doğada ortadan kaldırıldı ancak şimdi son ürkütücü örneklerin saklandığı yüksek güvenlikli donduruculardan kayboluyor. 2003 SARS virüsü, artık bildiğimiz alarm modern pandemik çağın sinyalini verdi. Ve elbette, COVID-19’un nedeni olan ve etkilerinde şaşırtıcı derecede değişken, çok kurnaz, çok tehlikeli, çok bulaşıcı olan hain SARS-CoV-2 virüsü gitti. Daha iyi hissediyor musunuz?

Bu senaryo sandığınızdan daha belirsiz. Gerçek şu ki, bizler aslında virüsler dünyasında yaşıyoruz; akıl almaz derecede çeşitli ve ölçülemeyecek kadar bol virüsler. Tek başına okyanuslar, gözlemlenebilir evrendeki yıldızlardan daha fazla viral parçacık içerebilir. Memeliler en az 320.000 farklı virüs türü taşıyabilir. Memeli olmayan hayvanlara, bitkilere, karasal bakterilere ve diğer tüm olası konakçılara bulaşan virüsleri eklediğinizde, çok fazla gelir ve büyük sayıların ötesinde büyük sonuçlar barındırır. Bu virüslerin çoğu, insan yaşamı da dahil olmak üzere Dünya’daki yaşama uyarlanabilir faydalar sağlıyor, zararlar değil.

Virüsler olmadan yaşamımıza devam edemezdik. Virüslerden kaynaklanan ve şimdi örneğin insanların ve diğer primatların genomlarında bulunan iki uzunluktaki DNA vardır. Bu olmadan -şaşırtıcı bir gerçek- hamilelik imkansız olurdu. Karasal hayvanların genleri arasında yuvalanmış, küçük protein baloncuklarında hatıraların paketlenmesine ve depolanmasına (daha fazla şaşkınlık) yardımcı olan viral DNA vardır. Virüslerden alınan başka genler de embriyoların büyümesine katkıda bulunur, bağışıklık sistemlerini düzenler, kansere direnç gösterir – önemli etkileri ancak şimdi anlaşılmaya başlandı. Görünüşe göre virüsler, büyük evrimsel geçişleri tetiklemede çok önemli roller oynadılar. Düşünce deneyimizde olduğu gibi tüm virüsleri ortadan kaldırın.

Bir virüs bir parazittir, evet, ancak bazen bu parazitlik daha çok simbiyoz gibidir, hem ziyaretçiye hem de ev sahibine fayda sağlayan karşılıklı bağımlılıktır. Ateş gibi, virüsler de ne her durumda iyi ne de her durumda kötü olan bir olgudur; avantaj veya yıkım sağlayabilirler. Her şey virüse, duruma, referans noktanıza bağlıdır. Onlar evrimin kara melekleri, müthiş ve korkunç. Onları bu kadar ilginç yapan da bu.

Virüslerin çeşitliliğini takdir etmek için, ne oldukları ve ne olmadıklarına ilişkin temel bilgilerle başlamanız gerekir. Ne olmadıklarını söylemek daha kolay. Canlı hücreler değillerdir. Sizin ya da benim ya da bir ahtapotun ya da çuha çiçeğinin vücudunu oluşturmak için çok sayıda bir araya getirilmiş türden bir hücre, proteinler oluşturmak, enerji paketlemek ve diğer özelleşmiş işlevleri yerine getirmek için ayrıntılı makineler içerir. Bir kas hücresi veya bir ksilem hücresi veya bir nöron olabilir. Bir bakteri aynı zamanda, çok daha basit olmasına rağmen benzer özelliklere sahip bir hücredir. Bir virüs bunların hiçbiri değildir.

Bir virüsün tam olarak ne olduğunu söylemek, tanımların son 120 yıl içinde değişmesine neden olacak kadar karmaşıktı. Tütün mozaik virüsü üzerinde çalışan Hollandalı bir botanikçi olan Martinus Beijerinck, 1898’de bunun bulaşıcı bir sıvı olduğu konusunda spekülasyon yaptı. Bir süre için bir virüs, esas olarak boyutuyla tanımlandı – bir bakteriden çok daha küçük, ancak bakteri gibi hastalığa neden olabilen bir şey. Daha sonra, bir virüsün, canlı hücrelerde çoğalan, yalnızca çok küçük bir genom taşıyan mikroskobik bir ajan olduğu düşünüldü – ancak bu, daha iyi bir anlayışa doğru sadece bir ilk adımdı.

Fransız mikrobiyolog André Lwoff, 1957’de yayınlanan etkili bir makale olan “The Concept of Virus” adlı eserinde “paradoksal bir bakış açısını savunacağım” diye yazmıştı, “yani virüsler virüslerdir.” Çok yardımcı bir tanım değil ama adil bir uyarı – “kendilerine özgü” demenin başka bir yolu. Karmaşık bir incelemeye başlamadan önce boğazını temizliyordu.

Lwoff, virüsleri tanımlamanın tanımlamaktan daha kolay olduğunu biliyordu. Her viral parçacık, bir protein kapsülü (kapsid olarak bilinir) içinde paketlenmiş bir dizi genetik talimattan (DNA’da veya diğer bilgi taşıyan molekülde, RNA’da yazılı) oluşur. Kapsid, bazı durumlarda, onu koruyan ve bir hücreyi tutmasına yardımcı olan (karamelli bir elmanın üzerindeki karamel gibi) zarsı bir zarfla çevrilidir. Bir virüs, yalnızca bir hücreye girerek ve genetik bilgiyi proteinlere dönüştüren 3D baskı makinesini yöneterek kendini kopyalayabilir.

Ev sahibi hücre şanssızsa, birçok yeni viral parçacık üretilir. Bunlar dışarı çıkar ve hücre enkaz olarak kalır. SARS-CoV-2’nin insan solunum yolunun epitel hücrelerinde neden olduğu gibi, bu tür bir hasar kısmen bir virüsün nasıl patojen haline geldiğidir.

Ancak ev sahibi hücre şanslıysa, virüs bu sevimli ileri karakola yerleşir – ya uykuda kalır ya da küçük genomunu ev sahibinin genomuna geri mühendislik yaparak – ve zamanını bekler. Bu ikinci olasılık, genomların karışması, evrim ve hatta insanlar olarak kimlik duygumuz için pek çok anlam taşır; bu konuya geri döneceğim. Şimdilik bir ipucu: İngiliz Biyolog Peter Medawar ve bir editör olan eşi Jean, 1983 tarihli popüler bir kitapta, “Hiçbir virüs iyi olarak bilinmez. O zamanlar pek çok bilim insanı da aynı şeyi yaptı ve bu, virüsler hakkındaki bilgisi grip ve COVID-19 gibi kötü haberlerle sınırlı olan herkes tarafından anlaşılır bir şekilde hala benimsenen bir görüş olmaya devam ediyor. Ancak bugün bazı virüslerin iyi olduğu biliniyor.”

İlk virüsler nereden geldi? Bu, neredeyse dört milyar yıl geriye, Dünya’daki yaşamın uzun moleküllerin, daha basit organik bileşiklerin ve enerjinin gelişmemiş bir aşçılığından yeni ortaya çıktığı zamana bakmamızı gerektiriyor.

Diyelim ki bazı uzun moleküller (muhtemelen RNA) çoğalmaya başladı. Darwinci doğal seçilim, bu moleküller -ilk genomlar- yeniden üretilirken, mutasyona uğrarken ve evrimleşirken orada başlamış olmalıydı. Bazıları rekabet avantajı elde etmek için zarlar ve duvarlar içinde koruma bulmuş veya oluşturmuş olabilir. Bu da ilk hücrelere yol açar. Bu hücreler bölünerek ikiye bölünerek yavrular oluşturdu. Hücresel yaşamın üç alanından ikisi olan Bakteriler ve Arkeler olmak üzere farklılaşarak daha geniş anlamda da ayrıldılar. Üçüncüsü, Eukarya, bir süre sonra ortaya çıkmaktadır. Bizi ve karmaşık iç anatomiye sahip hücrelerden oluşan diğer tüm canlıları (hayvanlar, bitkiler, mantarlar, bazı mikroplar) içerir. Şu anda çizilmiş olan hayat ağacının üç büyük dalı bunlardır.

Ancak virüsler nereye sığar? Onlar dördüncü bir uzuv mu? Yoksa bir tür ökse otu mu, başka yerlerden gelen bir asalak mı? Ağacın çoğu versiyonu virüsleri tamamen atlar.

Bir düşünce ekolü, canlı olmadıkları için virüslerin hayat ağacına dahil edilmemesi gerektiğini iddia eder. Bu, “canlı”yı nasıl tanımladığınıza bağlı, kalıcı bir tartışma. Daha ilgi çekici olan, virüslerin Life adlı büyük çadıra dahil edilmesini sağlamak ve ardından içeri nasıl girdiklerini merak etmektir.

Virüslerin evrimsel kökenlerini açıklamak için bilim insanları tarafından virüsler olarak bilinen önde gelen üç hipotez vardır. Önce virüsler, virüslerin hücrelerden önce var oldukları, bir şekilde kendilerini doğrudan o ilkel aşçılıktan bir araya getirdikleri fikridir. Kaçış hipotezi, genlerin veya genom uzantılarının hücrelerden sızdığını, protein kapsidleri içinde kaplandığını ve parazitler olarak yeni bir niş bularak haydutlaştığını varsayar. İndirgeme hipotezi; virüslerin, bazı hücrelerin rekabetçi baskı altında küçüldüklerinde (küçük ve basitseniz çoğaltmak daha kolay olur) ortaya çıktığını, genleri öyle bir minimalizme indirgenene kadar döktüğünü ve ancak hücrelerin parazitlenmesiyle hayatta kalabildiklerini ileri sürer.

Ayrıca kimerik hipotez olarak bilinen ve başka bir genetik element kategorisinden ilham alan dördüncü bir değişken daha vardır: Transpozonlar (bazen atlama genleri olarak adlandırılır). Genetikçi Barbara McClintock, 1948’de bu genlerin varlığını keşfetti ve bu keşif ona Nobel Ödülü kazandırdı. Bu fırsatçı unsurlar; Darwinci başarılarını, bir genomun bir kısmından diğerine, nadiren bir hücreden diğerine, hatta bir türden diğerine sıçrayarak ve kendilerini defalarca kopyalatmak için hücresel kaynakları kullanarak elde ederler. Kendini kopyalama, onları yanlışlıkla yok olmaktan korur. Tuhaf bir şekilde birikirler. Örneğin, insan genomunun kabaca yarısını oluştururlar. Bu fikre göre en eski virüsler, daha karmaşık bir stratejiyle, çıplaklıklarını koruyucu kapsidlerin içine sarmak için hücrelerden protein ödünç alarak bu tür elementlerden ortaya çıkmış olabilir.

Bu hipotezlerin her birinin yararları vardır. Ancak 2003’te yeni kanıtlar, uzman görüşünü azaltma yönünde yönlendirdi: Dev virüs.

Tek hücreli ökaryotlar olan amiplerde bulundu. Bu amipler, İngiltere’nin Bradford kentindeki bir soğutma kulesinden alınan suda toplanmıştı. Bazılarının içinde bu gizemli leke vardı. Işık mikroskobuyla görülebilecek kadar büyüktü (virüsler bunun için çok küçüktü, sadece elektron mikroskobuyla görülebiliyordu) ve bir bakteriye benziyordu. Bilim insanları, içindeki bakteri genlerini tespit etmeye çalıştılar ama hiçbirini bulamadılar.

Sonunda Fransa’nın Marsilya kentindeki bir araştırma ekibi, bu şeyi diğer amipleri enfekte etmesi için davet etti, genomunu sıraladı, ne olduğunu anladı ve en azından boyut açısından bakterileri taklit ettiği için ona Mimivirüs adını verdi. Çapı çok büyüktü, en küçük bakteriden bile büyüktü. Bir grip virüsü için 13.000 ve hatta çiçek hastalığı için 194.000 olan genomla karşılaştırıldığında, genomu da bir virüs için çok büyüktü, neredeyse 1.2 milyon harf uzunluğundaydı. (DNA, RNA gibi, bilim insanlarının ilk harfleriyle kısalttıkları, dört farklı moleküler temelden oluşan uzun bir moleküldür.) Bu “imkansız” bir virüstü. Doğası gereği viral ama ölçeği çok büyük, yeni keşfedilmiş bir Amazon kelebeği gibi. Dört ayak kanat açıklığı…

Jean-Michel Claverie, Marsilya ekibinin kıdemli bir üyesiydi. Claverie, Mimivirus’ün keşfinin “birçok soruna yol açtığını” söyledi. Neden? Çünkü genomun dizilimi, çok beklenmedik dört gen ortaya çıkardı. Eşsiz bir şekilde hücresel olduğu varsayılan ve daha önce bir virüste hiç görülmemiş enzimleri kodlayan genler. Claverie’nin açıkladığı gibi, bu enzimler, amino asitleri proteinlere dönüştürmek için genetik kodu çeviren bileşenler arasındadır.

Claverie, “Öyleyse soru şuydu,” dedi, “hücre emrindeyken bir virüsün” normalde hücrelerde aktif olan o süslü enzimlere neden ihtiyacı var?”

Gerçekten ne gerek var? Mantıksal çıkarım, Mimivirus’ün onları bir hücreden genomik indirgemeden kaynaklandığı için kalıntı olarak bulundurmasıdır.

Mimivirüs tesadüf değildi. Kısa süre sonra Sargasso Denizi’nde benzer dev virüsler tespit edildi ve ilk isim, birkaç devi içeren Mimivirüs cinsi oldu. Daha sonra Marsilya ekibi, biri Şili kıyılarındaki sığ deniz tortullarından, diğeri Avustralya’daki bir göletten alınan iki behemoth daha keşfetti – yine her ikisi de amip parazitleri. Bir Mimivirüsün iki katına kadar büyük, hatta daha anormal olan bunlar, Claverie ve meslektaşlarının Pandoravirüs adını verdiği ayrı bir cinse atandılar ve 2013’te açıkladıkları gibi, “ileri çalışmalarından beklenen sürprizler” nedeniyle Pandora’nın kutusunu çağrıştırdılar.”

Claverie’nin bu makaledeki kıdemli ortak yazarı, bir virolog ve yapısal biyolog (ve aynı zamanda karısı) olan Chantal Abergel’di. Pandoravirüslerden, Abergel bana yorgun bir kahkahayla şunları söyledi: “Çok zorluydular. Onlar benim bebeklerim.” Hücrelerden çok farklı, klasik virüslerden çok farklı, daha önce görülmemiş hiçbir şeye benzemeyen pek çok gen taşıyan bu yaratıkların ne olduklarını söylemenin ne kadar zor olduğunu anlattı. “Bütün bunlar onları büyüleyici ama aynı zamanda gizemli kılıyor.” Bir süre onlara NLF adını verdi: Yeni yaşam formu. Ancak bölünerek çoğalmadıklarını gözlemledikten sonra, o ve meslektaşları bunların virüs olduklarını anladılar – şimdiye kadar bulunan en büyük ve en şaşırtıcı virüsler.

Bu keşifler, Marsilya grubuna indirgeme hipotezinin cesur bir varyantını önerdi. Belki de virüsler eski hücrelerden türeyerek türediler ancak bu tür hücreler artık Dünya’da yok. Bu tür bir “atadan kalma protohücre”, bugün bilinen tüm hücrelerin evrensel ortak atasından farklı ve onunla rekabet halinde olabilirdi. Belki de bu protohücreler bu rekabeti kaybettiler ve özgür canlılar için mevcut olan tüm nişlerden dışlandılar. Diğer hücrelerde parazit olarak hayatta kalmış, genomlarını küçültmüş ve virüs dediğimiz şeye dönüşmüş olabilirler. Kaybolan bu hücresel alemden, belki de Paskalya Adası’ndaki dev taş kafalar gibi sadece virüsler kalmıştır.

Dev virüslerin keşfi, diğer bilim insanlarına, özellikle de Paris’teki Pasteur Enstitüsü’nden Patrick Forterre’ye, virüslerin ne olduğu ve hücresel yaşamın evrimi ve işlevlerinde hangi yapıcı rolleri oynadıkları ve oynamaya devam ettikleri hakkında yeni fikirler formüle etme konusunda ilham verdi.

Forterre, “virüs”ün önceki tanımlarının yetersiz olduğunu öne sürdü çünkü bilim insanları viral partikülleri -tam olarak virionlar olarak bilinen kapsidle çevrili genom parçalarını- bir virüsün bütünlüğü ile karıştırıyorlardı. Bunun, bir tohumu bir bitkiyle veya bir sporu bir mantarla karıştırmak kadar yanlış olduğunu savundu. Virion’un sadece dağıtma mekanizması olduğunu savundu. Virüsün gerçek bütünlüğü aynı zamanda, daha fazla virion, kendisinin daha fazla tohumunu çoğaltmak için hücrenin mekanizmasını ele geçirdikten sonra hücre içindeki varlığını da içerir. İki fazı birlikte görmek, hücrenin etkili bir şekilde virüsün yaşam öyküsünün bir parçası haline geldiğini görmektir.

Forterre, birleşik varlık için yeni bir isim icat ederek bu fikri destekledi: Virocell. Bu fikir aynı zamanda canlı ya da canlı olmayan bilmecesini de ortadan kaldırdı. Forterre’ye göre bir virüs virocell olduğunda canlıdır. Paris’ten Skype aracılığıyla bana “Virocell konseptinin arkasındaki fikir, esasen bu hücre içi aşamaya odaklanmaktı” dedi. Bu, enfekte olmuş hücrenin, tıpkı bir zombi gibi, viral talimata uyduğu, viral genomu okuduğu ve onu kopyaladığı ancak her zaman atlamalar, sendelemeler ve hatalar olmaksızın hassas aşamadır. Bu süreç sırasında Forterre, “yeni genler bir viral genomdan kaynaklanabilir ve bu benim için önemli bir nokta.” Virüsler yenilik getirir ancak hücreler, hücre duvarı veya çekirdek gibi kendi savunma yenilikleriyle yanıt verir ve bu nedenle, daha fazla karmaşıklığa doğru bir silahlanma yarışıdır. Pek çok bilim insanı, virüslerin büyük evrimsel değişikliklerini, bu enfekte organizmadan ve bundan DNA’yı kaparak ve ardından çalınan parçaları viral genomda kullanmak üzere koyarak “virüs yankesici” paradigması ile gerçekleştirdiklerini varsaydılar.

Forterre ve Claverie ve aralarında Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden Gustavo Caetano-Anollés’in de bulunduğu bu alandaki diğer bazı bilim insanlarının savunduğu daha kapsamlı bir görüş, virüslerin genetik çeşitliliğin önde gelen tipi olduğu yönünde. Bu düşünceye göre virüsler, son birkaç milyar yıldır genomlarına yeni genetik materyal depolayarak hücresel canlıların evrimsel seçeneklerini zenginleştirmiştir. Bu tuhaf süreç, yatay gen aktarımı olarak bilinen bir fenomenin bir versiyonudur -genler, farklı soylar arasındaki sınırlar boyunca yanlara doğru akar. (Dikey gen aktarımı, daha tanıdık bir kalıtım biçimidir: ebeveynlerden yavrulara.) Viral genlerin hücresel genomlara akışının “ezici” olduğunu savundu Forterre ve bir ortak yazar. Bazı büyük evrimsel geçişleri açıklamaya yardımcı olabilir.

Eski günlerde yani COVID-19’dan önceki günlerde, bilim insanlarıyla ilgi çekici tartışmalar bazen Skype üzerinden değil, yüz yüze yapılırdı. Üç yıl önce Montana’dan Paris’e uçtum çünkü bir adamla bir virüs ve bir gen hakkında konuşmak istiyordum. Adam Thierry Heidmann’dı ve gen, sinsitin-2 idi. O ve grubu, bir virüsün kendi zarfını oluşturmak için kullanacağı türden bir gene benzeyen DNA uzantılarını bulmak için insan genomunu (tüm 3.1 milyar kod harfini) tarayarak keşfetmişti. 20 civarında buldular.

Heidmann, “En az ikisinin çok önemli olduğu ortaya çıktı,” dedi. İnsan hamileliği için gerekli işlevleri yerine getirme kapasitesine sahip oldukları için önemliydiler. Bu ikisi, ilk olarak diğer bilim insanları tarafından keşfedilen sinsitin-1 ve kendisinin ve ekibinin bulduğu sinsitin-2 idi. Bu viral genlerin nasıl insan genomunun bir parçası haline geldiği ve hangi amaçlara uyarlandığı, insan endojen retrovirüsleri kavramıyla başlayan dikkate değer bir hikayenin yönleridir.

Bir retrovirüs, normal yönden (dolayısıyla retro) geriye doğru çalışan bir RNA genomuna sahip bir virüstür. Bu virüsler, daha sonra proteinleri yapmak için 3D yazıcıya gönderilen bir haberci görevi gören RNA’yı yapmak için DNA kullanmak yerine, DNA yapmak için RNA’larını kullanır ve ardından onu enfekte hücrenin genomuna entegre eder. Örneğin HIV, insan bağışıklık hücrelerini enfekte eden, genomunu uykuda kalabileceği hücre genomuna sokan bir retrovirüstür. Bir noktada, viral DNA aktive olur ve patlayarak hücreyi öldüren çok daha fazla HIV viryonunun üretimi için bir şablon haline gelir.

İşte büyük sürpriz: Bazı retrovirüsler üreme hücrelerini (yumurta veya sperm üreten hücreler) enfekte eder ve bunu yaparken DNA’larını konakçının kalıtsal genomuna yerleştirirler. Eklenen uzantılar “endojen” (içselleştirilmiş) retrovirüslerdir ve insan genomlarına dahil edildiklerinde insan endojen retrovirüsleri (HERV’ler) olarak bilinirler. Bu makaleden başka bir şey hatırlamıyorsanız, insan genomunun %8’inin evrim boyunca retrovirüsler tarafından soyumuza eklenen bu tür viral DNA’dan oluştuğunu hatırlamak isteyebilirsiniz. Her birimiz on ikinci HERV’iz. Syncytin-2 geni, bu yamalar arasında daha önemli olanlardan biridir.

Dört saat boyunca Heidmann’ın ofisinde oturdum ve o bana bir dizüstü bilgisayarla bu özel genin kökenini ve işlevlerini açıkladı. Özü neredeyse basitti. Başlangıçta bir virüsün konakçı hücrelerle kaynaşmasına yardımcı olan bir gen, eski hayvan genomlarına girme yolunu buldu. Daha sonra, hücrelerin plasenta haline gelen şeyin etrafında özel bir yapı oluşturmasına yardımcı olan benzer bir proteini üretmek için yeniden tasarlandı ve bazı hayvanlarda yeni bir olasılık açıldı: İç gebelik. Bu yenilik, evrim tarihinde son derece önemliydi ve bir dişinin, gelişmekte olan yavrularını bir yuvadaki yumurtalar gibi tek bir yerde savunmasız bırakmak yerine, vücudunun içinde bir yerden bir yere taşımasını mümkün kılıyordu.

Endojen bir retrovirüsten gelen bu türden ilk gen, sonunda benzer olan ancak rol için daha uygun olan başkaları tarafından değiştirildi. Zamanla, bu yeni üreme biçiminin tasarımı gelişti ve plasenta gelişti. Edinilen bu viral genler arasında, insanlarda rahmin yanında bir plasenta tabakası oluşturmak üzere hücrelerin kaynaşmasına yardımcı olan iki sinsitinden biri olan sinsitin-2 bulunur. Anne ile fetüs arasında aracılık yapan bu eşsiz yapı, besinlerin ve oksijenin içeri girmesine izin verir, atık ürünleri ve karbondioksiti dışarı taşır ve muhtemelen fetüsü annenin bağışıklık sisteminin saldırılarına karşı korur. Evrimin viral bir bileşeni insan bileşenine dönüştürdüğü verimli tasarımın neredeyse bir mucizesi.

Heidmann ve ben öğle yemeği için ara verdik ve ardından iki saat daha devam ettik. Sonunda beynim uğulduyor, defterim dolu, ona sordum: Bütün bunlar evrimin nasıl çalıştığı hakkında ne söylüyor “Genlerimiz sadece bizim genlerimiz değil” dedi. “Genlerimiz aynı zamanda retroviral genlerdir.”

Bize sinsitin-2 veren o retrovirüsün katkısı, büyük bir modelin yalnızca bir örneğidir. Bir diğeri, memelilerde ve sineklerde nöronal aktiviteye yanıt olarak ifade edilen ARC genidir. Bir protein kapsidini kodlayan bir retroviral gene çok benzer. Aralarında Utah Üniversitesi’nden Jason Shepherd’ın da bulunduğu birkaç ekip tarafından yapılan son araştırmalar, ARC’nin sinir ağları içinde bilgi depolamada önemli bir rol oynadığını öne sürüyor. Bunun için başka bir kelime: Hafıza. ARC bunu, deneyimden türetilen (RNA olarak somutlaşan) bilgileri, onu bir nörondan diğerine taşıyan küçük protein keselerine paketleyerek yapıyor gibi görünüyor.

Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden Joanna Wysocka, bir grup meslektaşıyla birlikte, HERV-K olarak bilinen başka bir insan endojen retrovirüsü tarafından üretilen viral fragmanların insan embriyolarında en erken aşamada bulunduğuna ve rol oynayabileceğine dair kanıtlar buldu. Embriyonun viral enfeksiyondan korunmasında veya fetal gelişimin kontrol altına alınmasında veya her ikisinde birden olumlu bir rol oynar. Ayrıca grubu, insan genomuna HERV-K’nin bir tür prolog bölümü olarak girmiş gibi görünen belirli bir transpozona odaklandı, sonra kendisini kopyalamanın ve genomun diğer bölümlerine sıçramanın yollarını buldu, böylece artık mevcut. 697 dağınık kopya. Bu kopyalar neredeyse 300 insan geninin açılmasına yardımcı oluyor gibi görünüyor.

“Benim için gerçekten akıllara durgunluk veren şey,” dedi Wysocka, “HERV’lerin insan genomunun yaklaşık %8’i,” varlığımızın esasen “önceki retroviral enfeksiyonların mezarlığı” olan bir kısmı. Wysocka’nın dediği gibi, “geçmişteki retroviral enfeksiyonlar geçmişimizin bir tür olarak evrimimizi şekillendirmeye devam ettiğini” düşünmek daha da şaşırtıcı.

Sizin ve benim genomunuzun %8’i retroviral DNA ve yarısı transpozon ise, o zaman belki de insan bireyselliği kavramı (insan üstünlüğünü bırakın) inanmak istediğimiz kadar sağlam değildir.

Böyle bir evrimsel çevikliğin dezavantajı, elbette, virüslerin bazen konak değiştirebilmesi, bir tür canlıdan diğerine geçmesi ve alışılmadık yeni konakçıda patojenler olarak başarılı olabilmesidir. Buna yayılma denir ve yeni insan bulaşıcı hastalıklarının çoğu bu şekilde ortaya çıkar – insan olmayan bir hayvan konaktan alınan virüslerle.

Bilim tarafından rezervuar konak olarak bilinen orijinal konakçıda bir virüs, binlerce yıl boyunca sessizce, düşük bollukta ve düşük etkide kalmış olabilir. Herhangi bir sorun çıkarmama karşılığında güvenliği kabul ederek, rezervuar ev sahibi ile evrimsel bir uzlaşmaya ulaşmış olabilir. Ancak insan gibi yeni bir ev sahibinde eski anlaşmanın geçerli olması gerekmez. Virüs bol miktarda patlayabilir ve ilk kurbanda rahatsızlığa veya ıstıraba neden olabilir. Virüs sadece çoğalmakla kalmaz, aynı zamanda birkaç düzine başka birey arasında insandan insana yayılmayı da başarırsa, bu bir salgındır. Bir topluluğa veya ülkeye yayılırsa, bu bir salgındır. Eğer dünyayı kuşatıyorsa bu bir pandemidir. Şimdi SARS-CoV-2’ye geri döndük.

Bazı virüs türlerinin pandemilere neden olma olasılığı diğerlerinden daha fazladır. En endişe verici adaylar listesinin başında, genomlarının doğası, değişme ve gelişme kapasiteleri ve ciddi insan hastalıklarına neden olma geçmişleri nedeniyle koronavirüsler yer alıyor. Bu grup, 2002-03’te SARS’ı (şiddetli akut solunum sendromu) ve 2012-15’te MERS’i (Orta Doğu solunum sendromu) içerir. Dolayısıyla, Çin’in Wuhan kentinde hastalık kümelerine neden olan yeni şeyi tanımlamak için “yeni koronavirüs” ifadesi kullanılmaya başlandığında, bu iki kelime dünya çapındaki hastalık bilim insanlarını ürpertmeye yetti.  Korona virüsler, gripler, Ebola virüsleri, kuduz, kızamık, Nipah, hantavirüsler ve retrovirüsleri içeren kötü şöhretli bir virüs kategorisine, tek sarmallı RNA virüslerine aittir. Kısmen kötü şöhretlidirler çünkü tek sarmallı bir RNA genomu, virüs çoğalırken sık sık mutasyona tabidir ve bu tür bir mutasyon, doğal seçilimin üzerinde çalışabileceği bir rastgele genetik varyasyon zenginliği sağlar.

Ancak koronavirüsler, RNA virüsleri için nispeten yavaş gelişir. Oldukça uzun genomlar taşırlar – SARS-CoV-2 genomu yaklaşık 30.000 harfe kadar çıkar – ancak mutasyonları düzeltmek için bir redaksiyon enzimine sahip oldukları için genomları diğerlerinden daha yavaş değişir. Yine de, aynı hücreyi enfekte eden iki koronavirüs suşunun genomlarının bölümlerini değiştirdiği ve üçüncü, hibrit bir koronavirüs suşuna yol açtığı, rekombinasyon adı verilen bir hile yapabilirler. Yeni koronavirüs SARS-CoV-2’yi yaratan şey bu olabilir.

Atadan kalma virüs muhtemelen bir yarasada, muhtemelen bir at nalı yarasasında, genellikle koronavirüs taşıyan, at nalı şeklinde burunları olan küçük, böcekçil yaratıklar cinsine aitti. Farklı bir koronavirüsten bazı önemli yeni elementler ekleyerek rekombinasyon gerçekleşmiş olsaydı, bu bir yarasada veya muhtemelen başka bir hayvanda olabilirdi. (Pangolinler önerildi; başka türler de aday olabilir.) Bilim insanları, çeşitli potansiyel konakçılarda bulunan virüslerin genomlarını sıralayıp karşılaştırarak bu ve diğer olasılıkları araştırıyorlar. Şimdilik tek bildiğimiz, bugün insanlarda var olduğu şekliyle SARS-CoV-2’nin daha fazla evrim geçirme yeteneğine sahip ince bir virüs olduğudur.

Yani virüsler verir ve virüsler alır. Belki de hayat ağacına yerleştirmenin zor olmasının nedeni, hayat tarihinin bir ağaç şeklinde olmamasıdır. Arboreal analoji, Charles Darwin tarafından kanonik hale getirilen, evrimi açıklamanın geleneksel yolu ama Darwin, ne kadar büyük olursa olsun, yatay gen aktarımı hakkında hiçbir şey bilmiyordu. Aslında, genler hakkında hiçbir şey bilmiyordu. Virüsler hakkında hiçbir şey bilmiyordu. Her şey çok karmaşık, şimdi anlıyoruz. İlk bakışta çok basit görünen virüsler bile çok karmaşıktır. Ve eğer onları tüm karmaşıklığıyla görmek biz insanlara doğal dünyanın karmaşık bağlantılılığına dair daha net bir görüş veriyorsa, kendi viral içeriklerimiz üzerine düşünmek yüce tarafsızlığımızın bir kısmını ortadan kaldırıyorsa, o zaman bunların faydalı olup olmadığını söylemeyi size bırakıyorum. ^[1]How viruses shape our world^[2]Öne çıkarılan görsel

[cite]