Ze zijn de meest voorkomende vorm van leven op aarde, maar virussen – of hun zaadachtige sluimerende toestand, bekend als virions – zijn uitschieters in onze zoektocht naar leven op andere planeten. Nutsvoorzieningen, een groep wetenschappers dringt er bij astrobiologen op aan om serieuzer te gaan zoeken naar virussen buiten de aarde.

In de huidige astrobiologische strategie van NASA, virussen worden zes keer genoemd in de 250 pagina's, schrijf de auteurs van een recent artikel Astrovirology:Viruses at large in the Universe. Ze roepen op om de studie van virussen op te nemen in buitenaardse wetenschappelijke missies en astrobiologisch onderzoek thuis, en een checklist hebben voor de acties die nodig zijn om virussen op de interplanetaire kaart te zetten.

"Virussen vormen een integraal onderdeel van het leven op aarde zoals wij dat kennen, " zegt Ken Stedman, een viroloog aan het Center for Life in Extreme Environments van de Portland State University en een co-auteur van het papier. Als we gaan nadenken over het leven op de vroege aarde of het oude of huidige leven op andere planeten, we moeten aan virussen denken, hij zegt.

Het is meer dan een eeuw geleden dat wetenschappers het eerste virus ontdekten, en decennia lang stond het gewoon bekend als een "zeer kleine ziekteverwekker". Wijlen Nobelprijswinnaar Sir Peter Medawar noemde ze zelfs "een slecht nieuws verpakt in een eiwit", Stedman en collega's schrijven.

Hun huidige definitie is ingewikkelder, en minder lasterlijk:virussen zijn entiteiten waarvan het genoom repliceert in levende cellen, en kunnen dat virale genoom naar andere cellen overbrengen. Zoals deze definitie impliceert, virussen omvatten de hele reproductiecyclus - en ze hebben andere levende cellen nodig om zich voort te planten. Virions, anderzijds, zijn de virale zaden die virussen kunnen worden als ze gebeuren op compatibele levende cellen waarin ze zich kunnen vermenigvuldigen. Op aarde, virionen en virussen gaan hand in hand met het leven, en als we eerstgenoemde op andere planeten vinden, zouden ze kunnen wijzen op cellulair leven dat ooit op hen heeft bestaan.

Op aarde, Er wordt gedacht dat virussen een factor 10 groter zijn dan cellulaire levensvormen. En onze planeet wemelt van de virionen. In feite, een theelepel zeewater kan tot 50 miljoen virionen bevatten.

"Het is logisch om te zoeken naar de dingen die waarschijnlijk het meest voorkomen, " zegt Stedman, die ook voorzitter is van de Virus Focus Group binnen het Astrobiology Institute van NASA. "Als een buitenaardse intelligentie naar de aarde zou komen op zoek naar leven, ze zouden waarschijnlijk een monster van zeewater krijgen, geladen met virionen. Het buitenaardse leven zou tot de conclusie komen dat de aarde wordt bewoond door virionen."

Echter, er zijn momenteel geen buitenaardse missies van plan om te jagen op virionen in de waterpluimen op Jupiters maan Europa of de jets van Enceladus.

"Astrovirologie is niet meer, noch minder, geldig dan astrobiologie, " zegt Don Cowan, directeur van het Centrum voor Microbiële Ecologie en Genomica aan de Universiteit van Pretoria. "Er is geen reden waarom astrovirologie niet met dezelfde nadruk zou moeten worden beschouwd als 'prokaryote' [d.w.z. bacteriële] astrobiologie, vooral omdat de les uit de biologie van de aarde is dat elk bekend organisme een of [soms veel] meer virusparasieten heeft."

Een deel van de reden voor de afwezigheid van astrovirologie op de agenda's van de ruimtewetenschap, Stedman zegt, is dat virologen geen contact hebben gezocht met astrobiologen en geen pleidooi hebben gehouden voor de jacht op virionen. Een andere belangrijke reden is technisch:virionen zijn klein (met een diameter van 20 nanometer tot meer dan een micrometer), en dus hebben wetenschappers transmissie-elektronenmicroscopen nodig om hun unieke en gevarieerde vormen te zien.

"Hoewel dit op aarde misschien niet moeilijk is, het lijkt onwaarschijnlijk dat er in de nabije toekomst een transmissie-elektronenmicroscoop op een ruimtevaartuig zal worden geplaatst, ’ merken de auteurs op.

Dat was een van de doelstellingen van de auteurs bij het schrijven van hun paper:het stimuleren van de ontwikkeling en het testen van technologieën die wetenschappers op afgelegen locaties zouden kunnen gebruiken om virionen te ontdekken.

"We moeten op zoek naar biohandtekeningen, en de morfologieën van deze virionen zijn buitengewoon onderscheidend, ', zegt Steeman.

Echter, een andere uitdaging is het vinden van een manier om naar onbekende virions te zoeken. "We moeten voorzichtig zijn bij het zoeken naar genomen van dingen waarvan we niet weten dat ze er zijn, " zegt Stedman. Hoewel er technieken zijn om bekende virussen te identificeren, zoals high-throughput-sequencing of microarrays met hoge dichtheid, het identificeren van echt nieuwe virions kan een probleem vormen, schrijven de auteurs.

Wetenschappers kunnen jagen op buitenaardse cellulaire levensvormen, zoals bacteriën of meer complex leven, door te zoeken naar bepaalde chemicaliën op een planeet of in zijn atmosfeer, maar virions creëren geen bijproducten zoals methaan of zuurstof. Maar, de auteurs veronderstellen, als virussen ooit het leven op andere planeten hadden besmet, misschien hebben die virussen het metabolisme van het gastheerorganisme veranderd en dit zou op afstand vanaf de aarde kunnen worden gedetecteerd. Een mogelijkheid is dat de chemische bijproducten van gastheerorganismen enigszins kunnen verschillen van die welke niet door virussen zijn geïnfecteerd. Als dit het geval was, dit kan een proxy zijn voor het detecteren van cellulair leven en virussen.

Op korte termijn, de astrovirologen suggereren dat, onder andere, onderzoekers moeten onderscheidende virusbiosignaturen vinden; overweeg virusdetectie-experimenten voor Europa en Enceladus; en nemen virusmodellen op in onze modellen voor oude oceanen en andere planeten.

Echter, Stedman zegt dat zelfs als er geen virionen op andere planeten waren, het zou een belangrijke ontdekking zijn. "Als we ergens anders vinden waar levende cellen geen virussen hebben, [dan] zou dat iets heel anders zijn dan de aarde en heel interessant."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NASA's Astrobiology Magazine. Verken de aarde en daarbuiten op www.astrobio.net.