Biologai rado įrodymų, kad virusai turi tam tikrą kolektyvinio intelekto formą ir sugeba atpažinti „žymes“, kurias jų konkurentai ir artimieji palieka ląstelėse, ir jiems vadovauti priimant sprendimus, sakoma žurnale „Nature“paskelbtame straipsnyje.
„Šiuose bakteriofaguose (virusuose, užkrėčiančiuose bakterijas) yra dvi elgesio programos. Viena priverčia ląstelę pagaminti didžiulį savo kopijų skaičių ir joje paleidžia savęs naikinimo programą, o įjungus antrąją, ji integruojasi į savo DNR ir patenka į „gilų požemį“su galimybe atgaivinti ateityje “, - aiškina molekulinės biologės Nonia Pariente ir kt. žurnalo „Nature Microbiology“redaktorius.
Amžinojo karo kariai
Ligos ir infekcijos nėra tik tos, kurias kenčia tik žmonės ir kiti daugialąsčiai padarai - kelis šimtus milijonų metų tarp bakterijų ir virusų vyksta nuolatinis išlikimo karas. Šio karo pėdsakų galima rasti visur - kiekviename mililitre jūros vandens yra iki milijardo „kovojančių virusų“- bakterijų, ir jais yra užkrėsta apie 70% jūrų mikroorganizmų.
Per milijardus evoliucijos metų virusai išmoko aplenkti mikrobų apsaugos sistemų dėmesį, o pastarosios sukūrė tam tikrą genetinį „antivirusą“- CRISPR-Cas9 sistemą, kuri mikrobo genome randa virusinės DNR pėdsakų ir verčia jį nusižudyti, kad apsaugotų kaimynines bakterijas. Virusai reagavo į šias „evoliucines gynybas“sukurdami antivirusinę programą, slopinančią CRISPR-Cas9, ir biologinės ginklavimosi varžybos tęsėsi.
Rotemas Sorekas iš Weizmanno mokslo instituto Rehovote (Izraelis) ir jo kolegos rado dar vieną labai įdomų virusų sugalvoto „ginklo“pavyzdį, ištyrę, kaip veikia phi3T bakteriofagas, užkrėtęs paprastąsias bacilas (Bacillus subtilis).
Iš pradžių mokslininkai bandė suprasti visiškai kitą dalyką - kaip mikrobai praneša vieni kitiems apie viruso buvimą ir ruošiasi atremti jo ataką. Mokslininkai manė, kad užkrėstos bakterijos į aplinką išskiria specialias signalines molekules, kurios signalizuoja kitiems mikrobams jų pavojaus kolonijoje.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Norėdami tai išbandyti, Sorekas ir jo kolegos iškėlė bacilų koloniją, užkrėtė jas phi3T ir filtravo skystį, kurį mikrobai išskyrė infekuodami koloniją. Biologai dalį šio tirpalo įtraukė į naują bakterijų koloniją, teigdami, kad signalinės molekulės, kurias jų mirę draugai išleido į maistinę terpę, paruoš jas naujam virusų išpuoliui ir apsaugo nuo infekcijos. Realybė pasirodė visiškai kitokia.
Slapti signalai
Paaiškėjo, kad trumpos baltymų molekulės arbitražas, kurį biologai išskyrė iš šio tirpalo, iš tikrųjų buvo skirti virusams bendrauti ne su bakterijomis, o jų „autoriai“buvo ne mikrobai, o jų nekviesti svečiai.
Šios molekulės, kaip rodo Izraelio genetikų eksperimentai, priverčia virusą „pereiti“iš vienos reprodukcijos programos į kitą. Esant arbitražui, virusai „eina po žeme“, įterpdami save į bakterijų DNR, užuot greitai jose dauginęsi ir sunaikinę ląsteles.
Programos perjungimas įvyksta todėl, kad arbitražas blokuoja viruso baltymo AimR darbą, kuris yra atsakingas už viruso DNR padauginimo ir bakterijų sienelių ištirpinimo procedūros pradžią.
Kodėl virusams to reikia? Mokslininkai paaiškina, kad ši signalizavimo sistema veikia kaip tam tikras kolektyvinis virusų intelektas, leidžiantis lanksčiai koordinuoti savo elgesį. Kai virusų yra nedaug, jiems naudingiau aktyviai daugintis, užkrėsti naujas bakterijas ir jas sunaikinti, tačiau laikui bėgant jų yra per daug ir bakterijos ima kolektyviai reaguoti į infekciją, arba bacilų skaičius sumažėja iki ypač mažos vertės.
Šiuo metu virusai persijungia į alternatyvią infekcijos programą, naudodamiesi tokiais signalais, kaip arbitrija, ir „slepiasi minioje“, laukdami naujos infekcijos galimybės. Sorekas sako, kad jo komanda kituose bakteriofagų virusuose rado daugiau nei šimtą kitų molekulių, panašių į arbitražą ir AimR, o tai rodo, kad daugelis ar net visi virusai sugeba „bendrauti“su savo rūšimi.
Gali būti, kad panašios sistemos yra virusuose, užkrėčiančiuose žmones, ir jų buvimas galėtų paaiškinti, kaip ŽIV ir daugybė kitų retrovirusų slepiasi ląstelėse bandant juos išstumti iš organizmo. Jei mokslininkams pavyks rasti molekulę, kuri privers ŽIV amžinai „įsigilinti“į ląstelę ir ten nepalikti, tada bus išspręsta kovos su ja problema.