Vissa virus och mikrober ligger och väntar på dig

virus gömmer sig i kroppen 9 17
 Fager kan känna av bakteriell DNA-skada, vilket får dem att replikera och hoppa skepp. Designa celler/iStock via Getty Images Plus

Efter mer än två år av covid-19-pandemin kan du föreställa dig ett virus som en otäck spikboll – en sinneslös mördare som tar sig in i en cell och kapar sitt maskineri för att skapa en gazillion kopior av sig själv innan den spricker ut. För många virus, inklusive coronavirus som orsakar covid-19, är epitetet "mindless killer" i huvudsak sant.

Men det finns mer med virusbiologi än vad man kan se.

Ta HIV, viruset som orsakar AIDS. HIV är en retrovirus som inte går direkt på en mordrunda när den går in i en cell. Istället integrerar den sig själv i dina kromosomer och frossa och väntar på rätt ögonblick för att beordra cellen att göra kopior av den och brista ut för att infektera andra immunceller och så småningom orsaka AIDS.

Exakt vilket ögonblick hiv väntar på är fortfarande en område för aktiv studie. Men forskning på andra virus har länge antytt att dessa patogener kan vara ganska "tänksamma" när det gäller att döda. Naturligtvis kan virus inte tänka som du och jag gör. Men, som det visar sig, har evolutionen försett dem med några ganska utarbetade beslutsmekanismer. Vissa virus kommer till exempel att välja att lämna cellen de har bott i om de upptäcker DNA-skador. Inte ens virus, verkar det som att vistas i ett sjunkande skepp.

My laboratorium har studerat molekylärbiologi bakteriofager, eller fager för kort, virusen som infekterar bakterier, i över två decennier. Nyligen har jag och mina kollegor har visat att fager kan lyssna efter cellulära nyckelsignaler för att hjälpa dem i deras beslutsfattande. Ännu värre, de kan använda cellens egna "öron" för att lyssna åt dem.

Undvikande DNA-skada

Om din fiendes fiende är din vän, är fager verkligen dina vänner. fager kontrollera bakteriepopulationer i naturen, och läkare använder dem i allt större utsträckning behandla bakterieinfektioner som inte svarar på antibiotika.

Den bäst studerade fagen, lambda, fungerar lite som HIV. När lambda kommer in i bakteriecellen bestämmer sig om den ska replikera och döda cellen direkt, som de flesta virus gör, eller att integrera sig i cellens kromosom, som HIV gör. Om det senare, replikerar lambda ofarligt med sin värd varje gång bakterierna delar sig.

Den här videon visar en lambdafag som infekterar E. coli.

 

Men, precis som hiv, sitter inte lambda bara sysslolös. Den använder ett speciellt protein som kallas CI som ett stetoskop för att lyssna efter tecken på DNA-skada i bakteriecellen. Om bakteriens DNA äventyras är det dåliga nyheter för lambdafagen som är kapslad i den. Skadat DNA leder direkt till evolutionens soptipp eftersom det är värdelöst för fagen som behöver den för att föröka sig. Så lambda slår på sina replikationsgener, gör kopior av sig själv och spricker ut ur cellen för att leta efter fler oskadade celler att infektera.

Knacka på cellens kommunikationssystem

Vissa fager, istället för att samla information med sina egna proteiner, knackar på den infekterade cellens egen DNA-skadasensor: LexA.

Proteiner som CI och LexA är det transkriptionsfaktorer som slår på och av gener genom att binda till specifika genetiska mönster i DNA-instruktionsboken som är kromosomen. Vissa fager som Coliphage 186 har kommit på att de inte behöver sitt eget virala CI-protein om de har en kort DNA-sekvens i sina kromosomer som bakteriell LexA kan binda till. Efter att ha upptäckt DNA-skada kommer LexA att aktivera fagens replikera-och-döda gener, vilket i huvudsak dubbelkorsar cellen för att begå självmord samtidigt som fagen kan fly.


 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Forskare rapporterade först CI:s roll i fagbeslutsfattande i 1980s och Coliphage 186:s kontraspionagetrick i slutet av 1990 -talet. Sedan dess har det förekommit ett fåtal andra rapporter om fager som avlyssnar bakteriella kommunikationssystem. Ett exempel är fag phi29, som utnyttjar sin värds transkriptionsfaktor för att upptäcka när bakterien gör sig redo att generera en spor, eller ett slags bakterieägg kan överleva extrema miljöer. Phi29 instruerar cellen att packa in sitt DNA i sporen och döda de spirande bakterierna när sporen gror.

Transkriptionsfaktorer slår på och av gener.

 

I vår nyligen publicerad forskning, visar mina kollegor och jag att flera grupper av fager oberoende av varandra har utvecklat förmågan att utnyttja ytterligare ett bakteriellt kommunikationssystem: CtrA-proteinet. CtrA integrerar flera interna och externa signaler för att sätta igång olika utvecklingsprocesser hos bakterier. Nyckeln bland dessa är produktionen av bakteriella bihang som kallas flagella och pili. Det visar sig att dessa fager fäster sig vid bakteriernas pili och flageller för att infektera dem.

Vår ledande hypotes är att fager använder CtrA för att gissa när det kommer att finnas tillräckligt med bakterier i närheten av sportpili och flageller som de lätt kan infektera. Ett ganska smart knep för en "sinnelös mördare".

Dessa är inte de enda fagerna som fattar komplicerade beslut – allt utan fördelen av att ens ha en hjärna. Vissa fager som infekterar Bacill bakterier producerar en liten molekyl varje gång de infekterar en cell. Fagene kan känna av denna molekyl och använda den för att räkna antalet faginfektioner äger rum runt dem. Liksom utomjordiska inkräktare hjälper denna räkning att bestämma när de ska slå på sina replikera-och-döda gener, och dödar endast när värdarna är relativt rikliga. På så sätt ser fagerna till att de aldrig får slut på värdar för att infektera och garantera sin egen långsiktiga överlevnad.

Motverkar viral kontraintelligens

Du kanske undrar varför du ska bry dig om kontraintelligensoperationerna som drivs av bakteriella virus. Även om bakterier skiljer sig mycket från människor, är virusen som infekterar dem inte så annorlunda från virus som infekterar människor. Ganska mycket varenda knep spelas av fager har senare visat sig användas av mänskliga virus. Om en fag kan knacka på bakteriella kommunikationslinjer, varför skulle inte ett mänskligt virus knacka på din?

Än så länge vet forskarna inte vad mänskliga virus kan lyssna efter om de kapar dessa rader, men många alternativ kommer att tänka på. Jag tror att, liksom fager, mänskliga virus potentiellt skulle kunna räkna sina antal för att lägga strategi, detektera celltillväxt och vävnadsbildning och till och med övervaka immunsvar. För närvarande är dessa möjligheter bara spekulationer, men vetenskaplig undersökning pågår.

Att ha virus som lyssnar på dina cellers privata konversationer är inte den rosigaste bilden, men det är inte utan en silverkant. Som underrättelsetjänster över hela världen väl vet fungerar kontraspionage bara när det är hemligt. När det väl har upptäckts kan systemet mycket enkelt utnyttjas för att mata felinformation till din fiende. På samma sätt tror jag att framtida antivirala terapier kanske kan kombinera konventionell artilleri, som antivirala medel som förhindrar virusreplikation, med informationskrigföring, som att få viruset att tro att cellen det befinner sig i tillhör en annan vävnad.

Men tyst, säg det inte till någon. Virus kan lyssna!Avlyssningen

Om författaren

Ivan Erill, docent i biologiska vetenskaper, University of Maryland, Baltimore County

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.


Rekommenderade böcker: Hälsa

Färsk frukt RensaFresh Fruit Cleanse: Detox, gå ner i vikt och återställ din hälsa med naturens mest utsökta mat [Paperback] av Leanne Hall.
Förlora vikt och känna dig vibrerande hälsosam när du rensar din toxins kropp. Färsk frukt Rensa erbjuder allt du behöver för en enkel och kraftfull avgiftning, inklusive dag-för-dag-program, läckande recept och råd för övergången från rengöringen.
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.

Trivs matTriva Foods: 200 Växtbaserade recept för Peak Health [Paperback] av Brendan Brazier.
Bygga på den stressreducerande, hälsofrämjande näringsfilosofin som introducerades i hans hyllade veganäringsguide Frodas, professionell Ironman triathlete Brendan Brazier visar nu sin uppmärksamhet på din middagsplatta (frukostskål och lunchbricka också).
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.

Död genom medicin av Gary NullDeath by Medicine av Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio och Carolyn Dean
Den medicinska miljön har blivit en labyrint av interlocking företag, sjukhus och regeringskonferenser, infiltrerade av läkemedelsbolagen. De giftigaste ämnena godkänns ofta först, medan milda och mer naturliga alternativ ignoreras av ekonomiska skäl. Det är död av medicin.
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.


Du kanske också gillar

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

TILLGÄNGLIGA SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEST LÄS

död genom föroreningar 11 11
Luftföroreningar kan orsaka mycket fler dödsfall än man tidigare trott
by Katherine Gombay
För att komma fram till denna slutsats kombinerade forskarna hälso- och dödlighetsdata för sju miljoner...
uråldriga buddismsanningar 11 5
Har den moderna världen upptäckt buddhismens gamla sanningar?
by Jesse Barker
För många människor verkar buddhismen vara unikt kompatibel med modern livsstil och världsåskådning.…
Afrikansk kvinna som bär en huvudbonad med slutna ögon och leende
Fyra krav för att leva i glädje
by Andrew Harvey och Carolyn Baker, Ph.D.,
Ingenting är viktigare för mänsklighetens framtid än en global återgång till glädje. I ett ögonblick av…
de dödas dag 11 3
De dödas dag missförstås – varför det spelar roll
by Jane Lavery
Känd på spanska som Día de los Muertos, de dödas dag firas vanligen varje år på...
människor som håller hand
7 sätt att förändra världen och våra samhällen
by Cormac Russell och John McKnight
Förutom att ansluta för grannskap, vilka andra funktioner har levande stadsdelar?...
en ung kvinna som sitter och vilar mot ett träd
Slow: Medicinen av att sakta ner
by Julia Paulette Hollenbery
I ett försök att hänga med i en allt snabbare värld är vi alltid på språng och gör oavbrutet,...
vad ungdomar vill ha 11 10
Vad ska jag göra åt allt det här riktigt dåliga klimatet?
by Phoebe Quinn och Katitza Marinkovic Chavez
Många unga känner sig oroliga, maktlösa, ledsna och arga över klimatförändringarna. Även om det finns…
varför magiskt tänkande 11 9
Varför så många människor anammar magiskt tänkande
by Dimitris Xygalatas
Kärnan i de flesta vidskepelser är vissa intuitiva föreställningar om hur världen fungerar. Tidigt…

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.