فيروسات كلوريلا

فيروسات كلوريلا (Chlorella viruses): هي أحد أجناس عائلة فيروسات الطحالب، والذي يضم تسعة عشر نوعاً منه، وتعمل هذا الفيروسات على موت الطحالب وتحللها، وكما يمكنها أن تُصيب الإنسان والفئران، وتُسبب لهما الضعف الإدراكي وقلة الانتباه.

وصف فيروسات كلوريلا

يمكن وصف فيروسات كلوريلا على النحو الآتي:

• إن فيروسات كلوريلا هي عبارة عن فيروسات عملاقة مغلفة، كروية الشكل، يبلغ قطرها 190 نانومتر، ذو كابسيد بارز عشاري الوجوه، وتتكون من الحمض النووي DNA ثنائي السلسة.

تركيب فيروسات كلوريلا

تتكون فيروسات كلوريلا من:

• تتكون فيروسات كلوريلا من الغلاف والكابسيد والمادة الوراثية.

• يتكون الكابسيد لفيروسات كلوريلا من البروتينات.

• يتكون الغلاف  لفيروسات كلوريلا من غشاء ثنائي الطبقة مكون من الدهون، ويتم الحصول عليه من الشبكة الإندوبلازمية للخلية العائل.

• تتكون المادة الوراثية لفيروسات كلوريلا من جينوم مكون من الحمض النووي DNA ثناني السلسلة.

• تحتوي بعض القسيمات للكابسيد الموجودة على الغلاف الخارجي على ألياف، والتي تمتد بعيداً عن الفيروس للمساعدة في عملية الارتباط بخلية العائل.

• تحتوي بعض فيروسات الكلوريلا على جينات تكوين الكايتين والتي تسمى CHS، بينما تحتوي أنواعاً أخرى على جينات تكوين حمض الهيالورونيك والتي تسمى HAS.

خصائص فيروسات كلوريلا

تمتلك فيروسات كلوريلا العديد من الخصائص، وهذه الخصائص هي:

• تعتبر فيروسات الكلوريلا  من فيروسات DNA الكبيرة (NCLDVs)، ويتم تصنيفها من فيروسات الحمض النووي DNA ثنائي السلسة (dsDNA viruses)، وذلك اعتماداً على تصنيف الفيروسات بناءً على الحمض النووي.

• إن فيروسات الكلوريلا احدى أجناس عائلة فيروسات الطحالب (Phycodnaviruses)، والتي تضم العديد من الأنواع والأجناس، التي تمتلك جينوم خطي مكون من الحمض النووي DNA العملاق، ويكون ثنائي السلسة dsDNA، ويبلغ طوله حوالي 330 كيلو بايت، ويتم إغلاقة بنهاية بنية دبوس الشعر.

• يحتوي الجينوم لفيروسات الكلوريلا على عدة مئات من إطارات القراءة المفتوحة، ويقوم الجينوم بتشفير  632 عائلة بروتينية.

• يمتلك كل فيروس من فيروسات الكلوريلا  من 330 إلى 416 جين لترميز البروتين.

• تساعد جينات تكوين الكايتين والتي تسمى CHS، وجينات تكوين حمض الهيالورونيك والتي تسمى HAS، على تكوين ألياف حساسة للكيتين أو ألياف حساسة لحمض الهيالورونيك.

• تمتلك فيروسات الكلوريلا قواعد ميثلة في أقسام محددة من تسلسل الحمض النووي الخاص بها، وذلك لتعديل الحمض النووي، وكما تحتوي بعض هذه الفيروسات على introns و inteins.

• تعرف فيروسات الكلوريلا بفيروسات الكلور (Chlorovirus)، وقد سميت بذلك نسبة إلى أول نوع من الطحالب الذي أصبتها ويسمى طحلب كلوريلا، وكان ذلك عام 1981.

• يوجد ما يقارب 19 نوعاً من فيروسات الكلوريلا، وتنتشر هذه الفيروسات في بيئات المياه العذبة في جميع أنحاء العالم، وتم عزلها عن مصادر المياه العذبة في أوروبا وآسيا وأستراليا وكذلك أمريكا الشمالية والجنوبية.

• تشمل العوائل الطبيعية لفيروسات الكلوريلا أنواعاً مختلفة من الطحالب أحادية الخلية، وتُسبب الضرر لبعض أنواع الطحالب الخضراء أحادية الخلية، وبعض أنواع الطحالب عديدة الخلايا.

• تؤدي فيروسات الكلوريلا إلى تحلل وموت خلية الطحالب المصابة، وتعد فيروسات الكلوريلا آلية مهمة لإنهاء تكاثر الطحالب، وتلعب دوراًحيوياً في توفير العناصر الغذائية في الماء، وتستطيع فيروسات الكلوريلا تغيير بنية جدار الخلايا المصابة.

• لقد تم اكتشاف أن فيروسات الكلوريلا يمكن أن تُصيب الإنسان، وبعض الحيوانات مثل الفئران.

• يوجد نوع واحد من فيروسات الكلوريلا يُصيب البشر، ويسمى ATCV-1، وقد تم العثور على الحمض النووي لهذا الفيروس عينات البلعوم البشرية.

• يؤثر فيروس الكلوريلا البشري ATCV-1 على الدماغ ومسارات عمل الخلايا المناعية، مما يُسبب فيروس الكلوريلا البشري  فقدان في الذاكرة وقلة الانتباه، وانخفاض القدرة على المعالجة البصرية، وانخفاض القدرة على أداء المهام على أساس الرؤية والتفكير المكاني، والضعف الإدراكي وانخفاض المناعة.

• تم حقن فيروس ATCV-1 داخل جمجمة الفئران، فأدى إلى حدوث تأثيرات معرفية وسلوكية طويلة الأمد.

• يمكن عزل الحمض النووي من فيروس ATCV-1 من الأغشية المخاطية لأنوف البشر.

دورة حياة فيروسات كلوريلا

تكون دورة حياة فيروس كلوريلا على النحو الآتي:

• تتكاثر فيروس كلوريلا في النواة، ويتم تجميع أجزائها في سيتوبلازم الخلية المصابة.

• ترتبط فيروسات كلوريلا بمستقبلات خلية العائل، وذلك بمساعدة الألياف البروتينية الموجودة على سطحه، فتسمح الإنزيمات المرتبطة بالفيروس لجدار خلية العائل بالتحلل، ويندمج الغشاء الداخلي الفيروسي مع غشاء خلية العائل، وتعد عملية الاندماج احدى طرق دخول الفيروسات للخلية.

• تسمح عملية الاندماج بنقل الحمض النووي الفيروسي والبروتينات المرتبطة بالفيروس إلى خلية العائل، ويؤدي ذلك إلى إزالة الاستقطاب من غشاء الخلية.

•  تعمل قناة K + المشفرة بالفيروس كغشاء داخلي يطلق K + من الخلية، مما قد يساعد في طرد الحمض النووي الفيروسي والبروتينات من الفيروس إلى خلية العائل.

• ينتقل الحمض النووي والبروتينات المرتبطة بالفيروس إلى النواة، حيث يبدأ النسخ بعد 5-10 دقائق بعد الإصابة، وذلك لأن فيروس الكلوريلا لا يحتوي على جين بوليميرايز RNA،  يُعزى هذا النسخ السريع إلى بعض المكونات التي تسهل هذا النقل أو الحمض النووي الفيروسي إلى النواة.

• تنخفض معدلات النسخ في المرحلة المبكرة من العدوى، وتتم إعادة برمجة  النسخ، وذلك لنسخ الحمض النووي الفيروسي الجديد.

•  يبدأ تدهور الحمض النووي الصبغي للخلية العائل، وذلك من خلال نوكليازات تقييد الحمض النووي المشفرة والمعبأة بواسطة فيروسات الكلوريلا، ويمنع تدهور الحمض النووي الصبغي للخلية نسخ العائل، وينتج عن هذا أن نحو 33-55٪ من mRNA متعدد الأدينيلات في الخلية المصابة؛ يكون من أصل فيروسي بحلول 20 دقيقة بعد الإصابة الأولية.

• يبدأ تكاثر الحمض النووي الفيروسي بعد 60 إلى 90 دقيقة، ثم يتبعه نسخ الجينات المتأخرة داخل الخلية.

•  يبدأ تجميع غطاء الفيروس أو الكابسيد، وذلك خلال 2 إلى 3 ساعات من الإصابة،  ويحدث هذا داخل مناطق موضعية من السيتوبلازم، حيث يصبح الكابسيد بارز.

•  يمتلئ السيتوبلازم لخلية العائل بجزيئات نسخ الفيروس المعدي، وذلك بعد حوالي 5 إلى 6 ساعات من الإصابة بفيروسات الكلوريلا.

• يطلق التحلل الموضعي للخلية العائل النسخ الفيروسية، ويتم إطلاق 1000 جسيم من كل خلية مصابة، ويكون ذلك بعد حوالي 6 إلى 8 ساعات بعد العدوى.

•  يتبع النسخ المتماثل نموذج إزاحة حبلا DNA، ونسخ قالب الحمض النووي، ويخرج الفيروس من الخلية عن طريق التحلل عبر الفوسفوليبيدات، مع الانتشار السلبي باعتباره الآلية الكامنة وراء طرق الانتقال.

• تعد عملية تحلل الخلية وموتها احدى طرق خروج الفيروسات من الخلية.

• توفر عملية إزالة الاستقطاب من غشاء خلية العائل يمنع العدوى الثانوية من فيروس آخر أو ناقلات ثانوية.

أهمية فيروسات كلوريلا

• إن لفيروسات كلوريلا دوراً في الدورات البيوجيوكيميائية والسلسة الغذائية.

• تُسبب فيروسات كلوريلا وأنواع من الطحالب المجهرية مثل ميكروكيستيس ايروجينوزا (Microcystis aeruginosa) تكاثر الطحالب السامة، والتي تستمر في النمو عادةً من فبراير إلى يونيو في نصف الكرة الشمالي، مما يؤدي إلى استنفاد الأكسجين وموت الكائنات الحية الأكبر في موائل المياه العذبة.

• تُصيب فيروسات كلوريلا كلاً من الطحالب السامة والطحالب المجهرية، مما يؤدي إلى إنهاء تكاثر الطحالب، وتحلل خلايا الطحالب، ويتم وإفراز الكربون والنيتروجين والفوسفور الموجودة في تلك الخلايا، ونقلها إلى مستويات غذائية منخفضة، وفي النهاية تغذية السلسلة الغذائية.