Viruses, where are you from?

Trần Phan

Chúng ta đến từ đâu đã là một câu hỏi khó, virus đến từ đâu có lẽ còn khó hơn. Đôi khi nó được xem là một câu hỏi mang tính triết học.

Tính đa dạng của các virus không có gì phải bàn cãi, từ một vài genes như PCV ở lợn đến hàng trăm, thậm chí hàng nghìn genes như các loài thuộc Nucleocytoviricota xâm nhiễm trên Amoeba. Tuy nhiên, cây phát sinh sự sống (ToL) của Woese et al. (the three-domain system) không có chỗ nào dành cho virus, xét trên cả 3 lãnh giới/vực của sự sống là Bacteria, Archaea và Eukarya (ảnh).

Nhiều người căn cứ một cách cơ học vào hệ thống của Woese để loại trừ virus ra khỏi thế giới sống. Tuy nhiên cần phải hiểu Carl Woese và cộng sự đã đặt nền tảng xây dựng cây phát sinh chủng loại dựa trên giải trình tự 16S rRNA genes, một loại RNA quan trọng trong cấu trúc tiểu phần 30S (30S subunit) của ribosome sinh vật nhân sơ và ribosome ở các bào quan bán tự trị của tế bào nhân chuẩn. Virus không có ribosome, có nghĩa chúng không nằm trong cơ sở dữ liệu so sánh của Woese chứ không hẳn chúng không tham gia vào thế giới sống với tư cách thành viên như là những loài sinh vật. Nói nôm na, hệ thống Carl Woese là những nhánh hậu duệ xuất phát từ tổ tiên của tế bào hiện đại (LUCA), và đó là lý do hệ thống này không có vị trí nào dành cho virus.

Một cơ sở khác, cổ điển và dễ hiểu hơn, để nhiều nhà khoa học không xem virus như những sinh vật là chúng chỉ được tái tạo trong tế bào và tiến hóa trong tế bào. Hay nói cách khác, nếu không có tế bào chủ, virus là những phân tử hữu cơ không hơn không kém (inanimate complex organic matter). Tuy nhiên ở mức độ ký sinh, chúng ta cũng có thể hiểu một cách gần đúng rằng chúng ta và tất cả những động vật đều đang “ký sinh” trên cây cỏ. Không phải thần Prometheus, mà là chính thảo mộc xinh xắn ngoài kia đã đánh cắp ngọn lửa mặt trời và bắt đầu mắt xích đầu tiên của chuỗi thức ăn cũng như cửa ngõ của dòng năng lượng. Theo nghĩa này, không có cây cỏ chúng ta cũng không tồn tại.

Đã có những cố gắng đặt virus lên cây sự sống bao gồm cả những đề xuất thành lập một domain thứ 4, lãnh giới của virus, ghép vào three domains of life. Tuy nhiên, có một điều phức tạp là virus hình như không có dòng tổ tiên chung. Bằng chứng là trừ những nhóm gần (ví dụ các phiên bản của Sars-Cov-2) còn hầu như không có một gene chung nào để liên kết tất cả các virus với nhau. Có vẻ như các nhóm virus khác nhau là các nhóm đa phát sinh (polyphyletic), được hình thành độc lập, mà không phải là tách ra từ một gốc gác nguyên thủy (monophyletic).

Vậy virus là ai? Có một vài quan điểm về nguồn gốc của chúng như sau. Các quan điểm này có thể loại trừ nhau, bổ sung nhau, thậm chí tất cả đều có thể sắp lỗi thời:

1) Virus xuất hiện trước khi tế bào đầu tiên được hình thành (> 3.5 bya), phát sinh đâu đó trong giai đoạn tiến hóa hóa học và tiến hóa tiền sinh học. Thoạt đầu chúng là những phân tử có khả năng tự sao chép tồn tại tự do để sau này, bằng một cách nào đó, chúng xâm nhiễm vào tế bào và tiếm quyền điều khiển.

2) Virus phát sinh sau FUCA và trước LUCA. Theo quan điểm này thực chất virus vốn là những tế bào cổ đại đã ký sinh vào những dòng khác, sau đó genome của chúng được tối giản hóa và phụ thuộc vào tế bào chủ.

3) Virus thực chất là những trình tự nucleotides mà vì một lý do nào đó đã “đào thoát” khỏi vật chất di truyền của tế bào chủ và tái xâm nhiễm vào chính nó.

…

Loài người đang nỗ lực để không phải bị xóa khỏi cây sự sống. Không biết Chúa đang ngồi đâu để gõ những đoạn codes và ghi nhật ký thí nghiệm của mình nhỉ?

12/8/2021