വൈറസുകളുടെ ഉല്പത്തിയും പരിണാമവും

Read Time:14 Minute

പ്രൊഫ. ജോർജ്ജ് ഡിക്രൂസ്

അമേരിക്കയിലെ ഇല്ലിനോയി സർവകലാശാലയിലെ മൈക്രോ ബയോളജിസ്റ്റായ Gustavo Caetano Annolles ന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു സംഘം ഗവേഷകരുടെ, 2015 ൽ തുടങ്ങി 4 വർഷം നീണ്ട പഠനത്തിലൂടെ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ, ശ്രദ്ധേയമായ ഒരു പഠന റിപ്പോർട്ട് 2019 സെപ്റ്റംബറിൽ Science Advances എന്ന അന്താരാഷ്ട്ര ജേർണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിക്കപ്പടുകയുണ്ടായി. വൈറസുകളുടെ ഉല്പത്തിയും പരിണാമവും സംബന്ധിച്ച് ഏറ്റവും ആധുനികമായ കാഴ്ചപ്പാട്, നിലവിൽ ലഭ്യമായ ഗവേഷണഫലങ്ങളെയും മറ്റ്‌ ശാസ്ത്ര സങ്കതങ്ങളെയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വിശകലനത്തിലൂടെ അനോലസ് ഈ പ്രബന്ധത്തിൽ മുന്നോട്ടു വയ്ക്കുന്നുണ്ട്

ഭൂമിയിൽ ജീവന്റെ ആവിർഭാവം ഏകദേശം 370 കോടി വർഷം മുൻപാണ് എന്നത് ഇന്ന് ശാസ്ത്രലോകത്ത് അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു കഴിഞ്ഞ വസ്തുതയാണല്ലോ. ജൈവലോകത്തെയും അജൈവലോകത്തെയും ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന കണ്ണിയായി കരുതാവുന്ന സ്വഭാവവിശേഷങ്ങളോടുകൂടിയ ഒരു ജീവരൂപമാണ് എങ്കിലും വൈറസുകളല്ല. ഭൂമിയിലെ ആദിമജീവരൂപങ്ങൾ. കൊയാസർവേറ്റുകൾ – പ്രോട്ടോകോശങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ഘട്ടങ്ങൾ കടന്ന് അതിസൂക്ഷ്മ ബാക്ടീരിയൽ കോശങ്ങളിലേക്കാണ് ആദിമജീവപരിണാമപ്രക്രിയ വികസിച്ചത്. അത്തരത്തിലുള്ള 30 കോടി വർഷങ്ങളിലെ പരിണാമഫലമായി ഏകദേശം 340 കോടി വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപാണ് ഇന്നത്തെ ബാക്ടീരിയകളുടെയും വൈറസുകളുടെയും പൊതുപൂർവികകോശങ്ങളുടെ ആവിർഭാവം. പിന്നീടിങ്ങോട്ടുള്ള പരിണാമ വഴികളിൽ ഈ പൊതുപൂർവിക സൂക്ഷമബാക്ടീരിയത്തിൽ നിന്ന് വൈറസുകളും ബാക്ടീരിയകളും രണ്ടു വിഭാഗങ്ങളായി വേർതിരിയുന്നതാണ് കാണുന്നത്. ഈ വേർപിരിയലിലെ പ്രധാന മാറ്റം ജീനുകളുടെ എണ്ണം കുറച്ചു കൊണ്ടാണ് വൈറസുകളുടെ പരിണാമം നടന്നത് എന്നതാണ്. അങ്ങനെ പരിമിതമായ ജീനുകൾ മാത്രമുള്ള ഇന്നത്തേതുപോലുള്ള അതിസൂക്ഷ്മവൈറസുകൾ രൂപം കൊള്ളുന്നത് ഏകദേശം 150 കോടി വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപാണ്.

തുടർന്നിങ്ങോട്ടുള്ള ഭൂമിയിലെ ജീവപരിണാമ പ്രക്രിയയിലും വിവിധ ആവാസവൃവസ്ഥകളിലെ ജൈവഘടനകളിലും വൈറസുകൾ ചെലുത്തി വരുന്ന സ്വാധീനം നിസ്സീമമാണ്. എന്തിനേറെ, മനുഷൃൻ ഈ ഭൂമിയിൽ എത്തിയതിനുപോലും വൈറസുകൾ കാരണക്കാരാണ്.

ജൈവമണ്ഡലത്തിൽ വൈറസുകളുടെ സ്വാധീനം

ജീനുകളുടെ എണ്ണം കുറയുന്ന (ജനിതക വസ്തു – DNA/RNA – വിന്റെ അളവ് കുറയുന്ന ) മ്യൂട്ടഷനുകളുടെ പ്രകൃതി നിർദ്ധാരണം വഴിയാണ് പൊതുപൂർവികസൂക്ഷ്മജീവിയിൽ നിന്ന് വൈറസുകളുടെ ആവിർഭാവം എന്നതും, സമാന്തരമായി ബാക്ടീരിയകളുടെ പരിണാമവും അതേ പൂർവികനിൽ നിന്നു തന്നെ മറ്റൊരു ദിശയിൽ പുരോഗമിച്ചു എന്നതും ഈ രണ്ടു വിഭാഗം സൂക്ഷ്മാണുക്കളൂടെയും ഇന്നത്തെ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകളിൽ നിന്ന് വ്യക്തമാണ്. വൈറസുകളുടേത് സങ്കീർണത കുറഞ്ഞ് സ്വയം പ്രത്യുൽപാദനശേഷി നഷ്ടമാകുന്ന അവസ്ഥയിലെത്തുന്നുവെങ്കിൽ, ബാക്ടീരിയകൾ ഘടനാപരമായി കടുതൽ സങ്കീർണമാകുകയാണ്. ഇവർക്കിടയിലെ കണ്ണികളെന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കാവുന്ന ‘വമ്പൻ’ വൈറസൂകൾ പ്രകൃതിയിലുണ്ട് , ആയിരത്തോളം ജീനുകളുള്ള Mimi virus കൾ തന്നെ ഉദാഹരണം. ആ വിഭാഗത്തിലെ Pandora virus ന് 1100 ഓളം ജീനുകളാണുള്ളത്.

ഭീമന്‍ വൈറസുകള്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ മൈക്രൊസ്കോപ്പിലൂടെയുള്ള കാഴ്ച്ച- വലിപ്പമനുസരിച്ചുള്ള വര്‍ഗീകരണം Mollivirus(0.6 microns) and Pandoravirus (1.5 microns) .CNRS, © IGS CNRS/AM

വൈറസ് – ബാക്ടീരിയ സമാനതകളിൽ മൂഖ്യമായിട്ടുള്ളത് അവയുടെ ജനിതകവസ്തുക്കളുടെ ഉല്പന്നങ്ങളായ പ്രോട്ടീനുകൾ തമ്മിലാണ്. അമിനോ അമ്ല തന്മാത്രകൾ ചേർത്ത് നിർമിക്കപ്പെടുന്ന ഈ വലിയ പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്രകൾ പ്റത്യേക രീതിയിൽ മടക്കുകളായി (protein folds) ട്ടാണ് കാണപ്പെടുന്നത്. വൈറസുകളിലും ബാക്ടീരിയയിലും ഇത്തരം 442 പ്രോട്ടീൻ മടക്കുകൾ പൊതുവായി കാണപ്പെടുന്നുണ്ട്. അവയിൽ 66 മടക്കുകൾ വൈറസുകളിൽ മാത്രം കാണപ്പെടുന്നവയാണ്. ജനിതകവസ്തുവിനെ പൊതിയുന്ന വൈറസുകളുടെ പുറംതോടിന്റെ നിർമിതിയിൽ ഈ 66 പ്രോട്ടീൻ മടക്കുകളാണ് കാണാനാവുക. വിവിധതരം വൈറസൂകളിൽ ഇവ കൂടിയും കുറഞ്ഞും വിവിധ അനുപാതങ്ങളിലും ആണുള്ളത്.

പരിണാമവഴിയിൽ സ്വയം പ്രത്യുൽപാദനശേഷി നഷ്ടപ്പെട്ട വൈറസിന് വംശവർദ്ധനവിന് മറ്റ് ജീവകോശങ്ങളെ ആശ്രയിക്കുക മാത്രമേ വഴിയുള്ളൂ. ഇങ്ങനെ നടത്തുന്ന പ്രത്യുൽപാദനം മാത്രമാണ് വൈറസുകളുടെ ജീവൽ പ്രവർത്തനം. അതുകൊണ്ട് തന്നെ മറ്റൊരു ജീവകോശത്തിന് വെളിയിലായിരിക്കുമ്പോൾ ഒരു ജീവരൂപം എന്ന വിശേഷണത്തിന് വൈറസുകൾ അർഹരല്ല...

അങ്ങനെ, ഒരു ജീവരൂപമായി നിലനിൽക്കാനുള്ള പരിണാമപരമായ ത്വരയുടെ ഭാഗമായി വൈറസ് പ്രത്യുൽപാദനം നടത്തുന്നതിനും വംശവർദ്ധനവിനും വേണ്ടി മറ്റൊരു ജീവകോശത്തിനുള്ളിൽ കയറിപ്പറ്റുന്നു. ബാക്ടീരിയകൾ പോലുള്ള സൂക്ഷ്മജീവികൾ മാത്രമുണ്ടായിരുന്ന ആ ആദിമകാലങ്ങളിൽ അവരിലാണ് വൈറസൂകൾ കയറിപ്പറ്റിയിരുന്നത്. ജൈവമണ്ഢലത്തിൽ തുടർച്ചയായി മുന്നേറിയ പരിണാമത്തിലൂടെ ഇന്നുവരെ രൂപം കൊണ്ടിട്ടുള്ള സർവമാനജീവജാലങ്ങളിലും വൈറസുകൾ കയറിപ്പറ്റി ലോകമാകമാനം വംശവർദ്ധനവ് നടത്തുന്നതാണ് പിന്നീടിങ്ങോട്ട് സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. വളരെയധികം വൈറസ് സ്പീഷീസുകൾ ഇന്നും ബാക്ടീരിയകളിലാണ് ഈ ജൈവ പ്രക്രിയ നിറവേറ്റുന്നത്. ബാക്ടീരിയോഫേജുകൾ എന്നാണ് അവ അറിയപ്പെടുന്നത്.

ഏതു കോശത്തിലായാലും എത്തിപ്പെട്ടുകഴിഞ്ഞാൽ വൈറസ് തന്റെ പ്രോട്ടീൻ കവചം ഉപേക്ഷിച്ച് ജനിതകവസ്തു മാത്രമായി ആതിഥേയകോശത്തിനുള്ളിൽ കടക്കുന്നു. തുടർന്ന് തനിക്ക് ആവശ്യമായ പ്രോട്ടീനൂകൾ ആതിഥേയകോശത്തിന്റെ ചെലവിൽ, തന്റെ ജനിതകവസ്തുവിന്റെ നിർദ്ദേശാനുസരണം ഉൽപാദിപ്പിച്ച്, സ്വയം മൾട്ടിപ്ളൈ ചെയ്ത് എണ്ണത്തിൽ പെരുകി ആതിഥേയകോശത്തെ പൊട്ടിച്ച് നശിപ്പിച്ചു പുറത്തു ചാടി മറ്റ് ആതിഥേയകോശങ്ങളെ ആക്രമിയ്ക്കുന്നു. വൈറസുകളുടെ വംശവർദ്ധനവിന്റെ ഈ രീതി ജൈവലോകത്ത് ചെലത്തുന്ന സ്വാധീനം അൽഭുതാവഹമാണ്! അവ എന്തൊക്കെയാണെന്നല്ലേ?

ആഗോള ജൈവ-ഭൗമ-രാസിക ചക്രങ്ങളെ സ്വാധീനിക്കൂന്നതും സൂക്ഷ്മാണുജീവികളുടെ പരിണാമത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതും വൈറസുകളെന്ന ഈ സൂക്ഷ്മകൊലയാളിക്കൂട്ടമാണ്.
അപകടകാരികളായ മറ്റനേകം സൂക്ഷ്മാണുക്കളെയും പരാദങ്ങളെയും എണ്ണത്തിൽ നിയന്ത്രിച്ചുനിർത്തുന്നതും വൈറസുകൾ തന്നെ.
ഒരു ആവാസവ്യവസ്ഥയിൽ ഒരു പ്രത്യേക സൂക്ഷ്മാണു/പരാദങ്ങളുടെ ക്രമാതീതവർദ്ധനവുണ്ടാകുമ്പോഴും, മറ്റ് സ്പീഷീസുകൾക്ക് പൊതുവിൽ വിനാശകരമായ സ്പീഷീസിന്റെ എണ്ണം കൂടുമ്പോഴും അവരെയെല്ലാം കൊന്ന് എണ്ണം നിയന്ത്രിക്കുകയെന്ന ദൗത്യം പ്രകൃതിയിൽ നിറവേറ്റപ്പെടുന്നതും വൈറസുകളിലൂടെയാണ്.
ഇന്നത്തെ നിലയിയിൽ സമുദ്രങ്ങളുടെ ഉൽപാദനക്ഷമത എത്താൻ തക്കവണ്ണം പോഷകങ്ങളുടെ വർദ്ധനവിന് കാരണമായത് കാലകാലങ്ങളായി വൈറസുകൾ കൊന്നൊടുക്കിയ അനേകമനേകം സൂക്ഷ്മജീവിവർഗ്ഗങ്ങളുടെ ജൈവപിണ്ഢവിഘടനം മൂലമാണ്.
ഒരു ആവാസവൃവസ്ഥയിൽ ഒരു പ്രത്യേകസ്പിഷീസ് ‘വിജയി’ ആയി പെരുകുന്നത് ആ വ്യവസ്ഥയുടെ സ്പീഷീസ് വൈവിധ്യത്തെ ദോഷകരമായി ബാധിക്കുമെന്നതിനാൽ “Kill the Winner” hypothesis പ്രകാരം ഈ വിജയിയെ കൊന്ന് (നിയന്ത്രിച്ച്) ആവാസവ്യവസ്ഥയുടെ ജൈവസന്തുലനം നിലനിർത്തുന്നതിൽ വൈറസുകളുടെ പ്രജനനരീതി പ്രകൃതി സമർത്ഥമായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നുവെന്നതാണ് വസ്തുത.
ആതിഥേയ ജീവിസ്പീഷീസുകളിലൂടെ വൈറസുകൾ ജനിതകവസ്തുക്കളുടെ കൈമാറ്റം സാദ്ധൃമാക്കുന്നതിലൂടെ പരിണാമ പ്രക്രിയയെ സ്വാധീനിക്കുന്നു
വൃത്യസ്ഥ ആവാസവ്യവസ്ഥകൾ തമ്മിൽ പോലും വൈറസൂകളിലൂടെ ജീൻ എക്സ്ചേഞ്ച് സാദ്ധൃമാകുന്നു.
ആതിഥേയകോശത്തിനുള്ളിൽ പെറ്റുപരുകുന്ന വൈറസ് തലമുറ (പ്രോവൈറസ്) പുതിയ ആതിഥേയകോശങ്ങളിൽ ജനിതക മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നത് വഴിയാണ് ഇങ്ങനെയുള്ള ജീൻ എക്സ്ചേഞ്ചുകൾ സാദ്ധൃമാകുന്നത്.
ആരോഗമുള്ള മനുഷൃരിൽ തന്നെ അനേകം പുതിയ വൈറസുകൾ കുടികൊള്ളുന്നുവെന്നാണ് മെറ്റാജീനോമിക് അനാലിസിസിലൂടെ മനസ്സിലായിട്ടുള്ളത്. അതിന്റെ ഇംപാക്ട്സ് എന്തൊക്കെയാണെന്ന് ഇതുവരെ അറിയപ്പെട്ടിട്ടില്ല.

മനുഷൃനെ ഇവിടെ എത്തിച്ചതിൽ വൈറസുകളുടെ റോൾ എന്താണെന്ന് നോക്കാം

“വൈറസുകൾ ഇല്ലായിരുന്നുവെങ്കിൽ നാമിവിടെ ഉണ്ടാകുമായിരുന്നില്ല” , ചിക്കാഗോ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി മൈക്രോ ബയോളജിസ്റ്റായ ജയിംസ് ഷാപിറോയുടെ വാക്കുകളാണിവ. 10 കോടി വർഷം മുമ്പ്, പ്ലാസെന്റൽ സസ്തനി ( പ്രസവിച്ച് മുലയൂട്ടുന്ന) യുടെ പൂർവികപുരാതന ജീവിയിലുണ്ടായ വൈറസ് ബാധമൂലമാണത്രെ പ്ലാസെന്റൽ സസ്തനികളുടെ പരിണാമം നടക്കാനിടയായത്. ആ വൈറസിൽ നിന്ന് ഒരു ജീൻ ഈ പൂർവികജീവിയിലേക്ക് സന്നിവേശിക്കപ്പെട്ടു. ആതിഥേയകോശത്തിൽ പറ്റിപ്പിടിക്കുന്നതിന് വൈറസിന് ആവശ്യമായ Cyncytin എന്ന പ്രോട്ടീൻ നിർമിക്കുന്നതിനുള്ള ജീൻ ആയിരുന്നു അത്. സസ്തനിയുടെ ഗർഭപാത്രഭിത്തിയിൽ ഭ്രൂണം പേറുന്ന പ്ലാസെന്റാ പറ്റിപ്പിടിക്കുന്നതിന് ഈ പ്രോട്ടീനാണ് വേണ്ടത്. അതിനാവശൃമായ ജീൻ 10 കോടി വർഷം മുമ്പ് വൈറസിൽ നിന്ന് പൂർവികസസ്തനിയിലെത്തുകയൂം തുടർന്ന് പ്ലാസെന്റൽ സസ്തനികൾ പരിണമിക്കുകയുമാണുണ്ടായത്. പ്ലാസെന്റൽ സസ്തനികളുടെ പരിണാമത്തിലൂടെയാണല്ലോ അവസാനം മനുഷൃനിലുമെത്തിയത്. ഷാപിറോ പറയുന്നത് വൈറസ് ഒരു കോശത്തെ ബാധിക്കുമ്പോൾ ആ സംയോജനം ഒരു പൂർണജൈവവ്യവസ്ഥ ആണെന്നാണ്. “എന്താണ് സ്വതന്ത്ര ജീവൻ? വൈറസ് അങ്ങനെയുള്ളതല്ലെങ്കിൽ, നാമും അങ്ങനെയല്ല” എന്ന് ഷാപിറോ പറയുമ്പോൾ, ജൈവലോകത്തിലെ പരസ്പരാശ്രിതത്വത്തിൽ അധിഷ്ഠിതമാണ് ജീവന്റെ നിലനിൽപിന്റെ പൊരുൾ എന്നാണദ്ദേഹം അർത്ഥമാക്കുന്നത്. മറ്റൊരു ജൈവകോശമില്ലാതെ വൈറസിന് സ്വതന്ത്രമായി നിലനിൽപില്ല എന്നത് ഒരു ശാസ്ത്രീയ വസ്തുത ആണെങ്കിൽ, അതേ പോലെ തെളിമയാർന്ന ശാസ്ത്രീയ വസ്തുത തന്നെയാണ് ജൈവമണ്ഡലത്തിലെ മറ്റ് സ്പീഷീസുകളുമായുള്ള പാരസ്പര്യത്തിലൂടെയല്ലാതെ മനുഷൃന് മാത്രം സ്വതന്ത്രമായി നിലനിൽപില്ല എന്നതും.