Nogle vira og mikrober ligger og venter på dig

vira gemmer sig i kroppen 9 17
 Fager kan fornemme bakteriel DNA-skade, hvilket får dem til at replikere og springe fra skib. Design celler/iStock via Getty Images Plus

Efter mere end to år med COVID-19-pandemien kan du forestille dig en virus som en grim spidskugle – en åndssvag morder, der kommer ind i en celle og kaprer sit maskineri for at skabe en gazillion kopier af sig selv, før den brister ud. For mange vira, herunder coronavirus, der forårsager COVID-19, "mindless killer"-epitetet er i det væsentlige sandt.

Men der er mere ved virusbiologi, end man kan se.

Tag HIV, den virus, der forårsager AIDS. HIV er en retrovirus der ikke går direkte på drabstog, når det kommer ind i en celle. I stedet integrerer den sig selv i dine kromosomer og kuldegysninger og venter på det rigtige tidspunkt til at beordre cellen til at lave kopier af den og briste ud for at inficere andre immunceller og til sidst forårsage AIDS.

Præcis hvilket øjeblik hiv venter på, er stadig en et aktivt studieområde. Men forskning i andre vira har længe antydet, at disse patogener kan være ret "tænksomme" med hensyn til at dræbe. Selvfølgelig kan vira ikke tænke, som du og jeg gør. Men som det viser sig, har evolutionen udstyret dem med nogle ret komplicerede beslutningsmekanismer. Nogle vira vil for eksempel vælge at forlade den celle, de har opholdt sig i, hvis de opdager DNA-skade. Ikke engang vira, ser det ud til, kan lide at opholde sig i et synkende skib.

My laboratorium har studeret molekylærbiologien af bakteriofager, eller fager for kort, de vira, der inficerer bakterier, i over to årtier. For nylig har mine kolleger og jeg har vist at fager kan lytte efter centrale cellulære signaler for at hjælpe dem i deres beslutningstagning. Endnu værre, de kan bruge cellens egne "ører" til at lytte for dem.

Undslippende DNA-skade

Hvis din fjendes fjende er din ven, er fager bestemt dine venner. Fager kontrollere bakteriepopulationer i naturen, og klinikere bruger dem i stigende grad til behandle bakterielle infektioner som ikke reagerer på antibiotika.

Den bedst undersøgte fag, lambda, virker lidt ligesom HIV. Ved indtræden i bakteriecellen beslutter lambda, om den skal replikere og dræbe cellen direkte, som de fleste vira gør, eller om at integrere sig selv i cellens kromosom, som HIV gør. Hvis sidstnævnte, replikerer lambda harmløst med sin vært, hver gang bakterierne deler sig.

Denne video viser en lambda-fag, der inficerer E. coli.

 

Men ligesom hiv sidder lambda ikke bare stille. Den bruger et særligt protein kaldet CI som et stetoskop til at lytte efter tegn på DNA-skade i bakteriecellen. Hvis bakteriens DNA bliver kompromitteret, er det dårlige nyheder for lambda-fagen, der er indlejret i den. Beskadiget DNA fører direkte til evolutionens losseplads, fordi det er ubrugeligt for den fag, der har brug for den til at formere sig. Så lambda tænder for sine replikationsgener, laver kopier af sig selv og bryder ud af cellen for at lede efter flere ubeskadigede celler at inficere.

Tryk på cellens kommunikationssystem

Nogle fager, i stedet for at samle information med deres egne proteiner, trykker på den inficerede celles helt egen DNA-skadesensor: LexA.

Proteiner som CI og LexA er transkriptionsfaktorer der tænder og slukker gener ved at binde sig til specifikke genetiske mønstre i DNA-instruktionsbogen, som er kromosomet. Nogle fager som Coliphage 186 har fundet ud af, at de ikke har brug for deres eget virale CI-protein, hvis de har en kort DNA-sekvens i deres kromosomer, som bakteriel LexA kan binde sig til. Efter at have opdaget DNA-skade, vil LexA aktivere fagens replikere-og-dræbe gener, i det væsentlige dobbeltkrydse cellen til at begå selvmord, samtidig med at fagen tillader at undslippe.


 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

Forskere rapporterede først CI's rolle i fagbeslutningstagning i 1980'erne og Coliphage 186's kontraintelligens-trick i slutningen af ​​1990'erne. Siden da har der været et par andre rapporter om fager, der aflytter bakterielle kommunikationssystemer. Et eksempel er fag phi29, som udnytter sin værts transkriptionsfaktor til at detektere, hvornår bakterien gør sig klar til at generere en spore eller en slags bakterieæg i stand til at overleve ekstreme miljøer. Phi29 instruerer cellen i at pakke sit DNA ind i sporen og dræber de spirende bakterier, når sporen spirer.

Transskriptionsfaktorer slår gener til og fra.

 

I vores for nylig offentliggjort forskning, viser mine kolleger og jeg, at flere grupper af fager uafhængigt har udviklet evnen til at udnytte endnu et bakterielt kommunikationssystem: CtrA-proteinet. CtrA integrerer flere interne og eksterne signaler for at sætte gang i forskellige udviklingsprocesser hos bakterier. Nøglen blandt disse er produktionen af ​​bakterielle vedhæng kaldet flagella og pili. Det viser sig, at disse fager binder sig til bakteriernes pili og flageller for at inficere dem.

Vores førende hypotese er, at fager bruger CtrA til at gætte, hvornår der vil være nok bakterier i nærheden, der sporter pili og flageller, til at de let kan inficere. Et ret smart trick til en "mindless morder."

Det er ikke de eneste fager, der træffer omfattende beslutninger - alt sammen uden fordelen ved selv at have en hjerne. Nogle fager, der inficerer Bacillus bakterier producerer et lille molekyle, hver gang de inficerer en celle. Fagerne kan fornemme dette molekyle og bruge det til tælle antallet af faginfektioner foregår omkring dem. Ligesom fremmede angribere hjælper denne optælling med at beslutte, hvornår de skal tænde for deres repliker-og-dræb-gener, og dræber kun, når der er relativt mange værter. På denne måde sørger fagerne for, at de aldrig løber tør for værter for at inficere og garantere deres egen langsigtede overlevelse.

Bekæmpelse af viral kontraintelligens

Du undrer dig måske over, hvorfor du skal bekymre dig om kontraintelligens-operationerne, der drives af bakterielle vira. Mens bakterier er meget forskellige fra mennesker, er de vira, der inficerer dem ikke så anderledes fra de vira, der inficerer mennesker. Stort set hvert eneste trick spillet af fager har senere vist sig at blive brugt af humane vira. Hvis en fag kan trykke på bakterielle kommunikationslinjer, hvorfor ville en menneskelig virus så ikke trykke på din?

Indtil videre ved forskerne ikke, hvad menneskelige vira kunne lytte efter, hvis de kaprer disse linjer, men masser af muligheder kommer til at tænke på. Jeg tror på, at humane vira, ligesom fager, potentielt kunne være i stand til at tælle deres antal for at strategisere, detektere cellevækst og vævsdannelse og endda overvåge immunresponser. Indtil videre er disse muligheder kun spekulationer, men videnskabelig undersøgelse er i gang.

At have vira, der lytter til dine cellers private samtaler, er ikke det mest rosenrøde af billeder, men det er ikke uden en guldkant. Som efterretningstjenester over hele verden godt ved, virker kontraefterretning kun, når den er skjult. Når først det er opdaget, kan systemet meget nemt udnyttes til at give din fjende misinformation. På samme måde tror jeg, at fremtidige antivirale terapier kan være i stand til at kombinere konventionelt artilleri, som antivirale midler, der forhindrer viral replikation, med informationskrigsførelse, såsom at få virussen til at tro, at den celle, den er i, tilhører et andet væv.

Men husk, fortæl det ikke til nogen. Virus kunne lytte!The Conversation

Om forfatteren

Ivan Erill, lektor i biologiske videnskaber, University of Maryland, Baltimore County

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.


Anbefalede bøger: Sundhed

Frisk frugt rensesFrisk frugtrensning: Afvænning, tabe sig og gendanne dit helbred med naturens mest lækre mad [Paperback] af Leanne Hall.
Gå ned i vægt og føl dig levende sund, mens du renser din krop for toksiner. Frisk frugt renses tilbyder alt, hvad du har brug for til en nem og kraftig detox, inklusive daglige programmer, lækre opskrifter og råd til overgang fra rensningen.
Klik her for mere info og / eller for at bestille denne bog på Amazon.

Trives madTrives mad: 200 plantebaserede opskrifter til Peak Health [Paperback] af Brendan Brazier.
Bygger på den stressreducerende, sundhedsfremmende ernæringsfilosofi, der blev introduceret i hans anerkendte veganske ernæringsvejledning Trives, den professionelle Ironman-triatlet Brendan Brazier vender nu sin opmærksomhed mod din tallerken (morgenmadskål og frokostbakke også).
Klik her for mere info og / eller for at bestille denne bog på Amazon.

Død ved medicin af Gary NullDød ved medicin af Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio og Carolyn Dean
Det medicinske miljø er blevet en labyrint af sammenlåsende virksomheds-, hospitaler og statslige bestyrelser, infiltreret af lægemiddelvirksomhederne. De mest giftige stoffer godkendes ofte først, mens mildere og mere naturlige alternativer ignoreres af økonomiske årsager. Det er død ved medicin.
Klik her for mere info og / eller for at bestille denne bog på Amazon.


Du vil måske også kunne lide

følg InnerSelf på

facebook ikontwitter-ikonyoutube-ikoninstagram ikonpintrest ikonrss ikon

 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

TILGÆNGELIGE SPROG

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEST LÆS

død som følge af forurening 11 11
Luftforurening kan forårsage langt flere dødsfald end tidligere antaget
by Katherine Gombay
For at nå frem til denne konklusion kombinerede forskerne sundheds- og dødelighedsdata for syv millioner...
Gamle sandheder om buddisme 11 5
Har den moderne verden opdaget buddhismens ældgamle sandheder?
by Jesse Barker
For mange mennesker ser buddhismen ud til at være enestående kompatibel med moderne livsstil og verdenssyn.…
Afrikansk kvinde iført hovedtøj med lukkede øjne og smil
Fire krav til at leve i glæde
by Andrew Harvey og Carolyn Baker, Ph.D.,
Intet er vigtigere for menneskehedens fremtid end en global tilbagevenden til glæde. I et øjeblik…
de dødes dag 11 3
De dødes dag er misforstået - hvorfor det betyder noget
by Jane Lavery
Kendt på spansk som Día de los Muertos, bliver de dødes dag almindeligvis fejret hvert år på...
folk holder i hånd
7 måder at ændre verden og vores samfund på
by Cormac Russell og John McKnight
Hvilke andre funktioner udfører pulserende kvarterer bortset fra at forbinde for naboskab?...
en ung kvinde, der sidder og hviler mod et træ
Langsomt: Medicinen ved at bremse
by Julia Paulette Hollenbery
I et forsøg på at følge med i en stadig hurtigere verden er vi altid på farten, non-stop gør,...
hvad unge ønsker 11 10
Hvad skal jeg gøre ved alt det her virkelig dårlige klima?
by Phoebe Quinn og Katitza Marinkovic Chavez
Mange unge føler sig angste, magtesløse, triste og vrede over klimaforandringerne. Selvom der er…
hvorfor magisk tænkning 11 9
Hvorfor så mange mennesker omfavner magisk tænkning
by Dimitris Xygalatas
Kernen i de fleste overtro er visse intuitive forestillinger om, hvordan verden fungerer. Tidlig…

Nye holdninger - nye muligheder

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Marked
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf-publikationer. Alle rettigheder forbeholdes.