Noen virus og mikrober ligger og venter på deg

virus skjuler seg i kroppen 9 17
 Fager kan registrere bakteriell DNA-skade, noe som får dem til å replikere og hoppe fra skipet. Design Cells/iStock via Getty Images Plus

Etter mer enn to år med COVID-19-pandemien, kan du forestille deg et virus som en ekkel piggball – en tankeløs morder som går inn i en celle og kaprer maskineriet sitt for å lage en million kopier av seg selv før den bryter ut. For mange virus, inkludert koronavirus som forårsaker COVID-19, er epitetet "mindless killer" i hovedsak sant.

Men det er mer ved virusbiologi enn man ser.

Ta HIV, viruset som forårsaker AIDS. HIV er en retrovirus som ikke går direkte på en drapstur når den går inn i en celle. I stedet integrerer den seg i kromosomene dine og frysninger, og venter på det rette øyeblikket for å beordre cellen til å lage kopier av den og bryte ut for å infisere andre immunceller og til slutt forårsake AIDS.

Nøyaktig hvilket øyeblikk HIV venter på er fortsatt en område for aktivt studie. Men forskning på andre virus har lenge antydet at disse patogenene kan være ganske "gjennomtenkte" når det gjelder å drepe. Selvfølgelig kan ikke virus tenke slik du og jeg gjør. Men som det viser seg, har evolusjonen gitt dem noen ganske forseggjorte beslutningsmekanismer. Noen virus, for eksempel, vil velge å forlate cellen de har oppholdt seg i hvis de oppdager DNA-skade. Ikke engang virus, ser det ut til, liker å oppholde seg i et synkende skip.

My laboratorium har studert molekylærbiologien til bakteriofager, eller fager for kort, virusene som infiserer bakterier, i over to tiår. Nylig har kollegene mine og jeg har vist at fager kan lytte etter sentrale cellulære signaler for å hjelpe dem i beslutningsprosessen. Enda verre, de kan bruke cellens egne "ører" til å lytte for dem.

Unngå DNA-skade

Hvis fienden til din fiende er din venn, er fager absolutt dine venner. Fager kontrollere bakteriepopulasjoner i naturen, og klinikere bruker dem i økende grad til behandle bakterielle infeksjoner som ikke reagerer på antibiotika.

Den best studerte fagen, lambda, fungerer litt som HIV. Når lambda går inn i bakteriecellen, bestemmer lambda om den skal replikere og drepe cellen direkte, som de fleste virus gjør, eller å integrere seg i cellens kromosom, slik HIV gjør. Hvis sistnevnte, replikerer lambda ufarlig med verten hver gang bakteriene deler seg.

Denne videoen viser en lambda-fag som infiserer E. coli.

 

Men, som HIV, er ikke lambda bare å sitte stille. Den bruker et spesielt protein kalt CI som et stetoskop for å lytte etter tegn på DNA-skade i bakteriecellen. Hvis bakteriens DNA blir kompromittert, er det dårlige nyheter for lambdafagen som er nestet i den. Skadet DNA fører rett til evolusjonens søppelfylling fordi det er ubrukelig for fagen som trenger den for å reprodusere seg. Så lambda slår på replikasjonsgenene sine, lager kopier av seg selv og bryter ut av cellen for å lete etter flere uskadede celler å infisere.

Tapping av cellens kommunikasjonssystem

Noen fager, i stedet for å samle informasjon med sine egne proteiner, trykker på den infiserte cellens egen DNA-skadesensor: LexA.

Proteiner som CI og LexA er det transkripsjonsfaktorer som slår gener på og av ved å binde seg til spesifikke genetiske mønstre i DNA-instruksjonsboken som er kromosomet. Noen fager som Coliphage 186 har funnet ut at de ikke trenger sitt eget virale CI-protein hvis de har en kort DNA-sekvens i kromosomene som bakteriell LexA kan binde seg til. Ved å oppdage DNA-skade, vil LexA aktivere fagens replikerings-og-drep-gener, i hovedsak dobbeltkrysse cellen til å begå selvmord samtidig som den lar fagen rømme.


 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Forskere rapporterte først CIs rolle i fagbeslutninger i 1980s og Coliphage 186s kontraintelligens-triks på slutten av 1990 -tallet. Siden den gang har det vært noen få andre rapporter om fager som avlytter bakterielle kommunikasjonssystemer. Et eksempel er fag phi29, som utnytter vertens transkripsjonsfaktor for å oppdage når bakterien gjør seg klar til å generere en spore, eller et slags bakterieegg i stand til å overleve ekstreme miljøer. Phi29 instruerer cellen om å pakke sitt DNA inn i sporen, og dreper de spirende bakteriene når sporen spirer.

Transkripsjonsfaktorer slår gener på og av.

 

I vår nylig publisert forskning, mine kolleger og jeg viser at flere grupper av fager uavhengig har utviklet evnen til å benytte seg av enda et bakteriell kommunikasjonssystem: CtrA-proteinet. CtrA integrerer flere interne og eksterne signaler for å sette i gang ulike utviklingsprosesser hos bakterier. Nøkkelen blant disse er produksjonen av bakterielle vedheng kalt flagella og pili. Det viser seg at disse fagene fester seg til pili og flagella av bakterier for å infisere dem.

Vår ledende hypotese er at fager bruker CtrA for å anslå når det vil være nok bakterier i nærheten av pili og flagella til at de lett kan infisere. Et ganske smart triks for en "sinnløs morder."

Dette er ikke de eneste fagene som tar forseggjorte beslutninger – alt uten fordelen av å ha en hjerne. Noen fager som infiserer Bacillus bakterier produserer et lite molekyl hver gang de infiserer en celle. Fagene kan sanse dette molekylet og bruke det til telle antall faginfeksjoner foregår rundt dem. Som fremmede inntrengere, hjelper denne tellingen med å bestemme når de skal slå på replikerings-og-drep-genene sine, og dreper bare når det er relativt mange verter. På denne måten sørger fagene for at de aldri går tom for verter for å infisere og garantere sin egen langsiktige overlevelse.

Motvirker viral kontraintelligens

Du lurer kanskje på hvorfor du bør bry deg om kontraintelligensoperasjonene som drives av bakterielle virus. Mens bakterier er veldig forskjellige fra mennesker, er virusene som infiserer dem ikke så annerledes fra virus som infiserer mennesker. Mer eller mindre hvert eneste triks spilt av fager har senere vist seg å bli brukt av humane virus. Hvis en fag kan tappe bakterielle kommunikasjonslinjer, hvorfor ville ikke et menneskelig virus tappe din?

Foreløpig vet ikke forskere hva menneskelige virus kan lytte etter hvis de kaprer disse linjene, men mange alternativer kommer til tankene. Jeg tror at, i likhet med fager, kan menneskelige virus potensielt være i stand til å telle antallet for å strategisere, oppdage cellevekst og vevsdannelse og til og med overvåke immunresponser. Foreløpig er disse mulighetene kun spekulasjoner, men vitenskapelig undersøkelse er i gang.

Å ha virus som lytter til cellenes private samtaler er ikke det mest rosenrøde av bilder, men det er ikke uten en sølvkant. Som etterretningsbyråer over hele verden vet godt, fungerer kontraetterretning bare når den er skjult. Når det er oppdaget, kan systemet veldig enkelt utnyttes til å gi feilinformasjon til fienden din. På samme måte tror jeg at fremtidige antivirale terapier kan være i stand til å kombinere konvensjonelt artilleri, som antivirale midler som forhindrer virusreplikasjon, med informasjonskrigføringslureri, for eksempel å få viruset til å tro at cellen det er i tilhører et annet vev.

Men hysj, ikke si det til noen. Virus kan lytte!Den Conversation

Om forfatteren

Ivan Erill, førsteamanuensis i biologiske vitenskaper, University of Maryland, Baltimore County

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.


Anbefalte bøker: Helse

Fersk fruktrensingFresh Fruit Cleanse: Detox, miste vekt og gjenopprett din helse med Nature's Most Delicious Foods (Paperback) av Leanne Hall.
Miste vekt og føle deg levende sunn mens du tømmer kroppen din av giftstoffer. Fersk fruktrensing tilbyr alt du trenger for en enkel og kraftig detox, inkludert dag-til-dag-programmer, munnvannoppskrifter, og råd for overgang av renset.
Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.

Trives matTrives Foods: 200 Plant-baserte oppskrifter for Peak Health [Paperback] av Brendan Brazier.
Bygg på den stressreduserende, helsestimulerende næringsfilosofien introdusert i hans anerkjente veganernæringsguide Thrive, profesjonell Ironman triatlete Brendan Brazier viser nå sin oppmerksomhet til middagsplaten (frokostskål og lunsjbrett også).
Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.

Død etter medisin av Gary NullDeath by Medicine av Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio og Carolyn Dean
Det medisinske miljøet har blitt en labyrint av sammenlåsende bedrifts-, sykehus- og regjeringsstyrelser, infiltrert av narkotikaforetakene. De giftigste stoffene blir ofte godkjent først, mens mildere og mer naturlige alternativer blir ignorert av økonomiske årsaker. Det er død av medisin.
Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.


Kan hende du også liker

følg InnerSelf på

facebook icontwitter ikonetyoutube-ikonetinstagram ikonpintrest-ikonetrss ikon

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

TILGJENGELIGE SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEST LES

spre sykdom hjemme 11 26
Hvorfor hjemmene våre ble COVID-hotspots
by Becky Tunstall
Mens vi var hjemme beskyttet mange av oss fra å fange covid på jobb, på skolen, i butikkene eller...
en mann og kvinne i kajakk
Å være i flyten av sjelens misjon og livsformål
by Kathryn Hudson
Når våre valg fjerner oss fra vår sjelemisjon, lider noe inni oss. Det er ingen logikk...
juletradisjoner forklart 11 30
Hvordan julen ble en amerikansk høytidstradisjon
by Thomas Adam
Hver sesong har feiringen av julen religiøse ledere og konservative offentlig...
å flytte hjem feiler ikke 11 15
Hvorfor å flytte hjem betyr ikke at du har mislyktes
by Rosie Alexander
Ideen om at unge menneskers fremtid er best tjent med å flytte bort fra småbyer og landlige...
sørge for kjæledyr 11 26
Hvordan hjelpe til med å sørge over tapet av et elsket kjæledyr
by Melissa Starling
Det er tre uker siden min partner og jeg mistet vår elskede 14.5 år gamle hund, Kivi Tarro. Det er…
to klatrere, hvor den ene gir den andre en hjelpende hånd
Hvorfor det er bra for deg å gjøre gode gjerninger
by Michael Glauser
Hva skjer med de som gjør gode gjerninger? Tallrike studier bekrefter at de som regelmessig engasjerer seg...
eterisk olje og blomster
Bruke essensielle oljer og optimalisere vår kropp-sinn-ånd
by Heather Dawn Godfrey, PGCE, BSc
Eteriske oljer har en rekke bruksområder, fra eteriske og kosmetiske til psyko-emosjonelle og...
Hvordan kultur informerer om følelsene du føler til musikk
Hvordan kultur informerer om følelsene du føler til musikk
by George Athanasopoulos og Imre Lahdelma
Jeg har forsket på steder som Papua Ny-Guinea, Japan og Hellas. Sannheten er…

Nye holdninger - Nye muligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasjoner. Alle rettigheter reservert.