Деякі віруси та мікроби підстерігають вас

віруси ховаються в bodt 9 17
 Фаги можуть відчути пошкодження бактеріальної ДНК, що спонукає їх до реплікації та переходу з корабля. Дизайн клітинок/iStock через Getty Images Plus

Після більш ніж двох років пандемії COVID-19 ви можете уявити собі вірус як огидну кульку з шипами – безглуздого вбивцю, який проникає в клітину та захоплює її механізми, щоб створити безліч своїх копій, перш ніж вибухнути. Для багатьох вірусів, включаючи коронавірус, який викликає COVID-19, епітет «безглуздий вбивця» по суті вірний.

Але в біології вірусів є більше, ніж здається на перший погляд.

Візьміть ВІЛ, вірус, який викликає СНІД. ВІЛ - це а ретровірус який не йде безпосередньо на вбивство, коли потрапляє в камеру. Натомість він інтегрується у ваші хромосоми та озноб, чекаючи слушного моменту, щоб наказати клітині зробити його копії та вибухнути, щоб заразити інші імунні клітини та, зрештою, викликати СНІД.

Якого саме моменту чекає ВІЛ, ще не відомо зона активного навчання. Але дослідження інших вірусів давно натякають на те, що ці патогени можуть бути досить «продуманими» щодо вбивства. Звичайно, віруси не можуть мислити так, як ми з вами. Але, як виявилося, еволюція наділила їх деякими досить продуманими механізмами прийняття рішень. Деякі віруси, наприклад, вирішать покинути клітину, в якій вони перебувають, якщо виявлять пошкодження ДНК. Навіть віруси, виявляється, не люблять залишатися на тонучому кораблі.

My лабораторія вивчає молекулярну біологію бактеріофаги, або скорочено фаги, віруси, які інфікують бактерії, протягом більше двох десятиліть. Нещодавно ми з колегами показали що фаги можуть слухати ключові клітинні сигнали, щоб допомогти їм у прийнятті рішень. Що ще гірше, вони можуть використовувати власні «вуха» клітини, щоб прослуховувати їх.

Уникнення пошкодження ДНК

Якщо ворог вашого ворога є вашим другом, фаги, безперечно, є вашими друзями. Фаги контроль популяції бактерій у природі, і клініцисти все частіше використовують їх для лікувати бактеріальні інфекції які не реагують на антибіотики.

Найкраще вивчений фаг, лямбда, працює трохи як ВІЛ. Потрапляючи в бактеріальну клітину, лямбда вирішує, чи розмножуватись і вбивати клітину відразу, як це робить більшість вірусів, чи інтегруватися в хромосому клітини, як це робить ВІЛ. Якщо останнє, лямбда нешкідливо розмножується зі своїм хазяїном кожного разу, коли бактерія ділиться.

На цьому відео показано, як лямбда-фаг інфікує E. coli.

 

Але, як і ВІЛ, лямбда не просто сидить без діла. Він використовує спеціальний білок під назвою CI, як стетоскоп, щоб прослухати ознаки пошкодження ДНК у бактеріальній клітині. Якщо ДНК бактерії скомпрометована, це погана новина для лямбда-фага, вкладеного в неї. Пошкоджена ДНК веде прямо на звалище еволюції, оскільки вона марна для фага, якому вона потрібна для розмноження. Тож лямбда вмикає свої гени реплікації, робить свої копії та виривається з клітини, щоб знайти інші неушкоджені клітини для зараження.

Прослуховування системи зв'язку клітини

Деякі фаги замість того, щоб збирати інформацію за допомогою власних білків, підключаються до власного датчика пошкодження ДНК зараженої клітини: LexA.

Такі білки, як CI та LexA фактори транскрипції які вмикають і вимикають гени, прив’язуючись до певних генетичних шаблонів у книзі інструкцій ДНК, яка є хромосомою. Деякі фаги, такі як Coliphage 186, зрозуміли, що їм не потрібен власний вірусний білок CI, якщо в їхніх хромосомах є коротка послідовність ДНК, з якою може зв’язуватися бактеріальний LexA. Виявивши пошкодження ДНК, LexA активує гени реплікації та вбивства фага, по суті подвійно перетинаючи клітину до самогубства, дозволяючи фагу втекти.


 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

Вчені вперше повідомили про роль CI у прийнятті рішень щодо фагів в 1980 і контррозвідувальний трюк Coliphage 186 наприкінці 1990-х років. Відтоді було кілька інших повідомлень про те, що фаги підключаються до систем зв’язку бактерій. Один із прикладів фаг фі29, який використовує транскрипційний фактор свого хазяїна, щоб виявити, коли бактерія готується створити спору або свого роду бактеріальне яйце здатні виживати в екстремальних умовах. Phi29 наказує клітині упаковувати свою ДНК у спору, вбиваючи брунькуються бактерії, коли спора проростає.

Транскрипційні фактори вмикають і вимикають гени.

 

У нашому нещодавно опубліковані дослідження, ми з колегами показуємо, що кілька груп фагів незалежно один від одного розвинули здатність підключатися до ще однієї бактеріальної комунікаційної системи: білка CtrA. CtrA об’єднує численні внутрішні та зовнішні сигнали, щоб запускати різні процеси розвитку бактерій. Ключовим серед них є виробництво бактеріальних придатків, які називаються джгутики і пілі. Виявляється, ці фаги прикріплюються до пілей і джгутиків бактерій, щоб інфікувати їх.

Наша провідна гіпотеза полягає в тому, що фаги використовують CtrA, щоб припустити, коли поблизу буде достатньо бактерій, які мають пілі та джгутики, щоб вони могли легко заразити. Досить розумний прийом для «безглуздого вбивці».

Це не єдині фаги, які приймають складні рішення – і все це навіть без розуму. Деякі фаги, що інфікують бацила бактерії виробляють малу молекулу кожного разу, коли вони інфікують клітину. Фаги можуть відчути цю молекулу та використати її для підрахувати кількість фагових інфекцій що відбувається навколо них. Подібно до інопланетних загарбників, цей підрахунок допомагає вирішити, коли їм слід увімкнути свої гени реплікації та вбивства, вбиваючи лише тоді, коли господарів відносно багато. Таким чином, фаги гарантують, що у них ніколи не закінчаться господарі для зараження, і гарантують своє власне довготривале виживання.

Протидія вірусній контррозвідці

Можливо, ви дивуєтеся, чому ви повинні піклуватися про операції контррозвідки, якими керують бактеріальні віруси. Хоча бактерії дуже відрізняються від людей, віруси, які їх інфікують, відрізняються не що інше від вірусів, які вражають людину. Доволі багато кожен окремий трюк Пізніше було показано, що його грають фаги, він використовується вірусами людини. Якщо фаг може перехопити бактеріальні лінії зв’язку, чому людський вірус не перехопить ваш?

Поки що дослідники не знають, що можуть прослуховувати людські віруси, якщо вони захоплять ці лінії, але на думку спадає багато варіантів. Я вважаю, що, як і фаги, людські віруси потенційно можуть підраховувати свою кількість, щоб виробляти стратегію, виявляти ріст клітин і формування тканин і навіть контролювати імунну відповідь. Наразі ці можливості є лише припущеннями, але наукові дослідження тривають.

Наявність вірусів, які прослуховують приватні розмови ваших мобільних телефонів, не є найяскравішою картиною, але вона не позбавлена ​​срібної підкладки. Як добре знають спецслужби всього світу, контррозвідка працює лише в таємній формі. Після виявлення систему можна дуже легко використати для надання дезінформації вашому ворогу. Подібним чином я вважаю, що майбутні противірусні терапії зможуть поєднувати звичайну артилерію, як-от противірусні препарати, які запобігають розмноженню вірусу, з обманом інформаційної війни, таким як змусити вірус повірити, що клітина, в якій він знаходиться, належить іншій тканині.

Але, тихо, нікому не кажи. Віруси можуть підслуховувати!Бесіда

про автора

Іван Еріл, доцент кафедри біологічних наук, Університет Меріленда, округ Балтимор

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.


Рекомендовані книги: Здоров’я

Очищення свіжих фруктівОчищення свіжих фруктів: Детокс, схуднення та відновлення здоров’я завдяки найсмачнішим стравам природи [М’яка обкладинка], автор Leanne Hall.
Схудніть і почувайтесь здорово здоровими, очищаючи організм від токсинів. Очищення свіжих фруктів пропонує все, що потрібно для легкого та потужного детоксикації, включаючи щоденні програми, апетитні рецепти та поради щодо переходу від очищення.
Клацніть тут, щоб отримати більше інформації та / або замовити цю книгу на Amazon.

Процвітають продукти харчуванняThrive Foods: 200 рецептів рослинного походження для досягнення найвищого рівня здоров’я [М’яка обкладинка], автор Брендан Бразер.
Спираючись на філософію харчування, що сприяє зменшенню стресу та зміцненню здоров’я, представлену у його відомій веганській методиці Процвітати, професійний триатлоніст Ironman Брендан Бразер тепер звертає свою увагу на вашу тарілку (чаша для сніданку та піднос для обіду теж).
Клацніть тут, щоб отримати більше інформації та / або замовити цю книгу на Amazon.

Смерть від медицини Гері НуллСмерть від медицини Гері Нулл, Мартін Фельдман, Дебора Расіо та Керолін Дін
Медичне середовище стало лабіринтом взаємопов'язаних корпоративних, лікарняних та урядових рад директорів, в які проникли фармацевтичні компанії. Найчастіше найтоксичніші речовини часто схвалюють спочатку, тоді як м’які та природніші альтернативи ігноруються з фінансових причин. Це смерть від медицини.
Клацніть тут, щоб отримати більше інформації та / або замовити цю книгу на Amazon.


Вам також може сподобатися

слідкуйте за InnerSelf далі

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeinstagram iconпінтрест значокrss значок

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

ДОСТУПНІ МОВИ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

НАЙБІЖ ЧИТАТИ

поширення хвороби вдома 11 26
Чому наші домівки стали гарячими точками COVID
by Беккі Танстолл
Хоча перебування вдома захистило багатьох із нас від зараження COVID на роботі, у школі, у магазині чи...
чоловік і жінка на каяку
Бути в потоці своєї душевної місії та життєвої мети
by Кетрін Хадсон
Коли наш вибір віддаляє нас від душевної місії, щось всередині нас страждає. Логіки немає…
пояснення різдвяних традицій 11 30
Як Різдво стало святковою традицією Америки
by Томас Адам
Кожного сезону святкування Різдва привертає увагу релігійних лідерів та консерваторів…
повернення додому не є провалом 11 15
Чому повернення додому не означає, що ви зазнали невдачі
by Розі Олександр
Думка про те, що майбутнє молодих людей найкраще залежить від переїзду з малих міст і сільської місцевості…
сумувати за домашньою твариною 11 26
Як пережити втрату улюбленого домашнього улюбленця
by Меліса Старлінг
Минуло три тижні, як ми з моїм партнером втратили нашого улюбленого 14.5-річного собаку Ківі Тарро. Його…
два альпіністи, один простягає іншому руку допомоги
Чому робити добрі справи корисно для вас
by Майкл Глаузер
Що відбувається з тими, хто робить добрі справи? Численні дослідження підтверджують, що ті, хто регулярно займається...
ефірне масло і квіти
Використання ефірних олій і оптимізація нашого тіла-розуму-духу
by Хізер Світанок Годфрі, PGCE, бакалавр
Ефірні олії мають безліч застосувань, від ефірних і косметичних до психоемоційних і...
Як культура передає емоції, які ви відчуваєте під час музики
Як культура передає емоції, які ви відчуваєте під час музики
by Джордж Атанасопулос та Імре Ладельма
Я проводив дослідження в таких місцях, як Папуа-Нова Гвінея, Японія та Греція. Правда в тому, що…

Нове ставлення - нові можливості

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Ринок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Всі права захищені.