Beberapa Virus dan Mikrob Menunggu 'Memerhati' Anda

virus bersembunyi dalam bodt 9 17
 Fag boleh merasakan kerosakan DNA bakteria, yang mencetuskan mereka untuk mereplikasi dan melompat ke kapal. Reka Bentuk Sel/iStock melalui Getty Images Plus

Selepas lebih daripada dua tahun pandemik COVID-19, anda mungkin membayangkan virus sebagai bola berduri yang jahat - pembunuh yang tidak berakal yang masuk ke dalam sel dan merampas jenteranya untuk mencipta berjuta-juta salinan dirinya sebelum meletus. Untuk banyak virus, termasuk coronavirus yang menyebabkan COVID-19, julukan "pembunuh tanpa akal" pada asasnya adalah benar.

Tetapi terdapat lebih banyak lagi biologi virus daripada yang dapat dilihat.

Ambil HIV, virus yang menyebabkan AIDS. HIV ialah a retrovirus yang tidak melakukan pembunuhan secara langsung apabila ia memasuki sel. Sebaliknya, ia menyatukan dirinya ke dalam kromosom dan menggigil anda, menunggu masa yang sesuai untuk mengarahkan sel membuat salinannya dan meletus untuk menjangkiti sel imun yang lain dan akhirnya menyebabkan AIDS.

Masa yang ditunggu-tunggu oleh HIV masih lagi bidang kajian aktif. Tetapi penyelidikan mengenai virus lain telah lama membayangkan bahawa patogen ini boleh menjadi agak "berfikir" tentang pembunuhan. Sudah tentu, virus tidak boleh berfikir seperti anda dan saya. Tetapi, ternyata, evolusi telah memberi mereka beberapa mekanisme membuat keputusan yang cukup rumit. Sesetengah virus, sebagai contoh, akan memilih untuk meninggalkan sel yang mereka tinggali jika mereka mengesan kerosakan DNA. Bukan virus pun, nampaknya, suka tinggal dalam kapal yang karam.

My makmal telah mengkaji biologi molekul bagi bakteriofag, atau singkatannya phages, virus yang menjangkiti bakteria, selama lebih dua dekad. Baru-baru ini, saya dan rakan sekerja telah menunjukkan bahawa phages boleh mendengar isyarat selular utama untuk membantu mereka dalam membuat keputusan. Lebih teruk lagi, mereka boleh menggunakan "telinga" sel itu sendiri untuk mendengarnya.

Melarikan diri daripada kerosakan DNA

Jika musuh musuh anda adalah kawan anda, phages sudah tentu kawan anda. Phages mengawal populasi bakteria secara semula jadi, dan doktor semakin menggunakannya untuk merawat jangkitan kuman yang tidak bertindak balas terhadap antibiotik.

Faj yang terbaik dipelajari, lambda, berfungsi sedikit seperti HIV. Apabila memasuki sel bakteria, lambda memutuskan sama ada untuk mereplikasi dan membunuh sel secara langsung, seperti kebanyakan virus, atau untuk menyepadukan dirinya ke dalam kromosom sel, seperti yang dilakukan oleh HIV. Jika yang terakhir, lambda secara tidak berbahaya mereplikasi dengan perumahnya setiap kali bakteria membahagi.

Video ini menunjukkan lambda phage menjangkiti E. coli.

 

Tetapi, seperti HIV, lambda bukan hanya duduk terbiar. Ia menggunakan protein khas yang dipanggil CI seperti stetoskop untuk mendengar tanda-tanda kerosakan DNA dalam sel bakteria. Jika DNA bakteria terjejas, itu adalah berita buruk bagi fag lambda yang bersarang di dalamnya. DNA yang rosak membawa terus ke tapak pelupusan evolusi kerana ia tidak berguna untuk faj yang memerlukannya untuk membiak. Jadi lambda menghidupkan gen replikasinya, membuat salinan dirinya sendiri dan keluar dari sel untuk mencari lebih banyak sel yang tidak rosak untuk dijangkiti.

Mengetik sistem komunikasi sel

Sesetengah faj, bukannya mengumpul intel dengan protein mereka sendiri, ketik sensor kerosakan DNA sel yang dijangkiti sendiri: LexA.

Protein seperti CI dan LexA adalah faktor transkripsi yang menghidupkan dan mematikan gen dengan mengikat kepada corak genetik tertentu dalam buku arahan DNA iaitu kromosom. Sesetengah faj seperti Coliphage 186 telah mengetahui bahawa mereka tidak memerlukan protein CI virus mereka sendiri jika mereka mempunyai urutan DNA pendek dalam kromosom mereka yang boleh diikat oleh bakteria LexA. Setelah mengesan kerosakan DNA, LexA akan mengaktifkan gen replika dan bunuh phage, pada asasnya menyeberangi dua kali sel untuk membunuh diri sambil membenarkan phage melarikan diri.


 Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

Majalah Mingguan Inspirasi harian

Para saintis pertama kali melaporkan peranan CI dalam membuat keputusan phage dalam 1980s dan helah kontra perisikan Coliphage 186 pada akhir 1990-an. Sejak itu, terdapat beberapa laporan lain mengenai phages yang mengetuk sistem komunikasi bakteria. Satu contoh ialah phage phi29, yang mengeksploitasi faktor transkripsi hosnya untuk mengesan apabila bakteria sedang bersedia untuk menjana spora, atau sejenis telur bakteria mampu bertahan dalam persekitaran yang melampau. Phi29 mengarahkan sel untuk membungkus DNAnya ke dalam spora, membunuh bakteria tunas sebaik sahaja spora bercambah.

Faktor transkripsi menghidupkan dan mematikan gen.

 

Dalam kami baru-baru ini menerbitkan penyelidikan, rakan sekerja saya dan saya menunjukkan bahawa beberapa kumpulan phages telah secara bebas mengembangkan keupayaan untuk memanfaatkan satu lagi sistem komunikasi bakteria: protein CtrA. CtrA menyepadukan berbilang isyarat dalaman dan luaran untuk menggerakkan proses perkembangan yang berbeza dalam bakteria. Kunci di antaranya ialah penghasilan pelengkap bakteria yang dipanggil flagela dan pili. Ternyata, fag ini melekat pada pili dan flagela bakteria untuk menjangkiti mereka.

Hipotesis utama kami ialah phages menggunakan CtrA untuk meneka apabila terdapat cukup bakteria pili sukan dan flagela berdekatan yang boleh dijangkiti dengan mudah. Helah yang cukup bijak untuk "pembunuh yang tidak berakal."

Ini bukan satu-satunya fag yang membuat keputusan yang terperinci - semuanya tanpa faedah walaupun mempunyai otak. Beberapa fag yang menjangkiti Bacillus bakteria menghasilkan molekul kecil setiap kali ia menjangkiti sel. Fag boleh merasakan molekul ini dan menggunakannya untuk kira bilangan jangkitan phage berlaku di sekeliling mereka. Seperti penceroboh asing, kiraan ini membantu memutuskan bila mereka harus menghidupkan gen replika dan bunuh mereka, membunuh hanya apabila hos agak banyak. Dengan cara ini, phages memastikan bahawa mereka tidak pernah kehabisan hos untuk menjangkiti dan menjamin kelangsungan hidup jangka panjang mereka sendiri.

Menentang perisikan balas virus

Anda mungkin tertanya-tanya mengapa anda perlu mengambil berat tentang operasi counterintelligence yang dijalankan oleh virus bakteria. Walaupun bakteria sangat berbeza daripada manusia, virus yang menjangkiti mereka adalah tidak berbeza daripada virus yang menjangkiti manusia. Agak banyak setiap helah yang dimainkan oleh phages kemudiannya telah terbukti digunakan oleh virus manusia. Jika faj boleh mengetuk talian komunikasi bakteria, mengapa virus manusia tidak mengetuk saluran komunikasi anda?

Setakat ini, penyelidik tidak tahu apa yang boleh didengari oleh virus manusia jika mereka merampas talian ini, tetapi banyak pilihan muncul di fikiran. Saya percaya bahawa, seperti phages, virus manusia berpotensi dapat mengira bilangannya untuk menyusun strategi, mengesan pertumbuhan sel dan pembentukan tisu dan juga memantau tindak balas imun. Buat masa ini, kemungkinan ini hanya spekulasi, tetapi siasatan saintifik sedang dijalankan.

Mempunyai virus yang mendengar perbualan peribadi sel anda bukanlah gambar yang paling cerah, tetapi ia bukan tanpa lapisan perak. Seperti yang diketahui oleh agensi perisikan di seluruh dunia, perisikan balas hanya berfungsi apabila ia tersembunyi. Setelah dikesan, sistem dengan mudah boleh dieksploitasi untuk memberi maklumat yang salah kepada musuh anda. Begitu juga, saya percaya bahawa terapi antiviral masa depan mungkin dapat menggabungkan artileri konvensional, seperti antivirus yang menghalang replikasi virus, dengan tipu daya peperangan maklumat, seperti membuat virus percaya bahawa sel itu berada dalam tisu yang berbeza.

Tapi, diam, jangan beritahu sesiapa. Virus mungkin mendengar!Perbualan

Tentang Pengarang

Ivan Erill, Profesor Madya Sains Biologi, Universiti Maryland, Baltimore County

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.


Buku yang disyorkan: Kesihatan

Pembersihan buah segarPembersihan Buah Segar: Detoks, Menurunkan Berat dan Mengembalikan Kesihatan Anda dengan Makanan Yang Paling Menakutkan Alam [Paperback] oleh Leanne Hall.
Kurangkan berat badan dan berasa sihat semasa membersihkan toksin badan anda. Pembersihan buah segar menawarkan semua yang anda perlukan untuk detoks yang mudah dan kuat, termasuk program sehari-hari, resipi mulut, dan nasihat untuk memindahkan pembersihan.
Klik di sini untuk maklumat lanjut dan / atau untuk memerintahkan buku ini di Amazon.

Makanan yang berkembang pesatMakanan yang berkembang maju: Resipi berasaskan tumbuhan 200 untuk Kesihatan Puncak [Paperback] oleh Brendan Brazier.
Membina falsafah pemakanan yang meningkatkan tekanan dan kesihatan yang diperkenalkan dalam panduan pemakanan vegan yang terkenal Berkembang maju, ahli profesional Ironman triathlete Brendan Brazier kini bertukar perhatian pada plat makan malam anda (mangkuk sarapan dan makan tengahari juga).
Klik di sini untuk maklumat lanjut dan / atau untuk memerintahkan buku ini di Amazon.

Kematian oleh Perubatan oleh Gary NullKematian oleh Perubatan oleh Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio dan Carolyn Dean
Persekitaran perubatan telah menjadi labirin antara korporat, hospital, dan lembaga pengarah yang saling menyambung, yang disusutkan oleh syarikat-syarikat dadah. Bahan-bahan yang paling toksik sering diluluskan terlebih dahulu, sementara alternatif yang lebih ringan dan lebih semula jadi diabaikan kerana sebab-sebab kewangan. Ia mati oleh ubat.
Klik di sini untuk maklumat lanjut dan / atau untuk memerintahkan buku ini di Amazon.


Awak juga mungkin menyukai

ikuti InnerSelf pada

ikon facebookikon twitterikon youtubeikon instagramikon pintrestrss icon

 Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

Majalah Mingguan Inspirasi harian

BAHASA TERSEDIA

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

READ PALING

imej berwarna-warni wajah wanita yang mengalami tekanan dan kesedihan
Mengelakkan Kebimbangan, Tekanan dan Permulaan Awal Isu Kesihatan Kardiovaskular
by Bryant Lusk
Gangguan kebimbangan telah lama dikaitkan dengan permulaan awal dan perkembangan kardiovaskular…
penduduk china berkurangan 1 21
Penduduk China dan Dunia Kini Menolak
by Xiujian Peng
Biro Perangkaan Kebangsaan China telah mengesahkan perkara yang penyelidik seperti saya telah lama…
dua orang duduk berbual
Cara Bercakap dengan Seseorang tentang Teori Konspirasi dalam Lima Langkah Mudah
by Daniel Jolley, Karen Douglas dan Mathew Marques
Naluri pertama orang apabila terlibat dengan penganut konspirasi selalunya mencuba dan membongkar…
mengekalkan pemakanan sihat2 1 19
Mengapa Diet Berasaskan Tumbuhan Memerlukan Perancangan yang Betul
by Penerbangan Hazel
Vegetarianisme telah diamalkan seawal abad ke-5 SM di India, dan ia berkait rapat dengan…
mengekalkan pemakanan sihat 1 19
Memerhati Berat Badan Anda? Anda Mungkin Hanya Perlu Buat Perubahan Kecil
by Henrietta Graham
Menurunkan berat badan adalah salah satu azam tahun baru yang paling popular, namun ia adalah salah satu azam kebanyakan kita…
politik kebaikan 1 20
Jacinda Ardern dan Politik Kebaikannya Merupakan Warisan Berkekalan
by Kopi Hilde
Pendekatan kemanusiaan dan empati Jacinda Ardern berusaha untuk mencapai nada pendamai. Tiada tempat…
diet detoks 1 18
Adakah Diet Detoks Berkesan dan Berbaloi atau Hanya Iseng?
by Taylor Grasso
Diet ini menjanjikan hasil yang cepat dan boleh menarik minat orang ramai sekitar tahun baru, apabila…
adakah ikan gembira 1 18
Adakah Ikan di Akuarium Anda Gembira? Begini Cara Anda Boleh Tahu
by Matt Parker
Spesies akuatik nampaknya tidak mendorong tindak balas emosi yang sama. Dan jurang perbezaan ini mendung…

Sikap baru - Kemungkinan Baru

InnerSelf.comIklimImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 lahirnya Penerbitan. Hak cipta terpelihara.