تکامل ویروس‌ها و سلول‌ها: آیا برای توضیح خاستگاه یوکاریوت‌ها به دامنه چهارم نیاز داریم؟

کشف اخیر ویروس‌های متنوع بسیار بزرگ از قبیل میمی ویروس (mimivirus)، این فرضیه را در اذهان متبلور ساخت که این ویروس‌ها یک دامنه (domain) جدید را در کنار سه دامنه سلولی دیگر (archaea‏، bacteria و eucarya) تشکیل می‌دهند. همچنین، فرض شده است که آنها به عنوان ارائه‌دهندگان ژن‌های مهم یا حتی برخی ساختارهای دخیل در شکل‌گیری هسته، نقشی کلیدی در خاستگاه یوکاریوت‌ها ایفا کرده‌اند. به‌واسطه افزایش دسترسی به توالی‌های ژنگان این ویروس‌های غول‌پیکر، این قبیل فرضیات را می‌توان از طریق آنالیزهای ژنگانی و تبارزایشی مقایسه‌ای به آزمون گذاشت و اصلاح کرد. نرخ تکاملی بالای ویروس‌ها که هنگام استفاده از روش‌های نامناسب به القای آرتیفکت‌های تبارزایشی از قبیل گرایش به انشعاب بلند (long branch attraction) منجر می‌شود، این کار را به امری بسیار دشوار مبدل ساخته است. در آن دسته از درخت‌های تبارزایشی که از جایگاه ویروس‌ها به عنوان دامنه چهارم حیات حمایت می‌کنند، می‌توان تصنعی (artefact) بودن را نشان داد. در اغلب موارد، حضور نسخه‌های همساخت ژن‌های سلولی در ویروس‌ها به بهترین وجه با فرآیند متناوب انتقال افقی ژن (horizontal gene transfer) از میزبان‌های سلولی به ویروس‌های آلوده کننده آنها، و نه در جهت عکس توجیه می‌شود. امروزه، هیچ شاهد موثقی برای وجود یک دامنه ویروسی حیات یا نقش قابل توجه ویروس‌ها در توضیح خاستگاه، دامنه‌های سلولی وجود ندارد.

Evolution of viruses and cells: do we need a fourth domain of life to explain the origin of eukaryotes?

The recent discovery of diverse very large viruses, such as the mimivirus, has fostered a profusion of hypotheses positing that these viruses define a new domain of life together with the three cellular ones (Archaea, Bacteria and Eucarya). It has also been speculated that they have played a key role in the origin of eukaryotes as donors of important genes or even as the structures at the origin of the nucleus. Thanks to the increasing availability of genome sequences for these giant viruses, those hypotheses are amenable to testing via comparative genomic and phylogenetic analyses. This task is made very difficult by the high evolutionary rate of viruses, which induces phylogenetic artefacts, such as long branch attraction, when inadequate methods are applied. It can be demonstrated that phylogenetic trees supporting viruses as a fourth domain of life are artefactual. In most cases, the presence of homologues of cellular genes in viruses is best explained by recurrent horizontal gene transfer from cellular hosts to their infecting viruses and not the opposite. Today, there is no solid evidence for the existence of a viral domain of life or for a significant implication of viruses in the origin of the cellular domains.