Некоторые вирусы и микробы подстерегают, «наблюдая» за вами

вирусы прячутся в теле 9 17
 Фаги могут ощущать повреждение бактериальной ДНК, что заставляет их размножаться и покидать корабль. Дизайн ячеек/iStock через Getty Images Plus

После более чем двух лет пандемии COVID-19 вы можете представить себе вирус как неприятный шар с шипами — безмозглого убийцу, который проникает в клетку и захватывает ее механизмы, чтобы создать миллион копий самого себя, прежде чем вырваться наружу. Для многих вирусов, в том числе коронавирус, вызывающий COVID-19, эпитет «безмозглый убийца» по сути верен.

Но в биологии вирусов есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд.

Возьмем ВИЧ, вирус, вызывающий СПИД. ВИЧ – это ретровирус который не переходит непосредственно к убийству, когда входит в камеру. Вместо этого он интегрируется в ваши хромосомы и дрожит, ожидая подходящего момента, чтобы приказать клетке сделать свои копии и вырваться наружу, чтобы заразить другие иммунные клетки и в конечном итоге вызвать СПИД.

Какой именно момент ждет ВИЧ, все еще неизвестно. область активного изучения. Но исследования других вирусов уже давно показали, что эти патогены могут быть весьма «вдумчивыми» в отношении убийства. Конечно, вирусы не могут думать так, как мы с вами. Но, как оказалось, эволюция наделила их довольно сложными механизмами принятия решений. Некоторые вирусы, например, предпочтут покинуть клетку, в которой они жили, если обнаружат повреждение ДНК. Оказывается, даже вирусы не любят оставаться на тонущем корабле.

My лаборатория занимается изучением молекулярной биологии бактериофаги, или сокращенно фаги, вирусы, которые заражают бактерии более двух десятилетий. Недавно мы с коллегами были показаны что фаги могут прослушивать ключевые клеточные сигналы, чтобы помочь им в принятии решений. Хуже того, они могут использовать собственные «уши» клетки, чтобы слушать за них.

Спасение от повреждения ДНК

Если враг вашего врага — ваш друг, то фаги, безусловно, ваши друзья. Фаги контролировать бактериальные популяции в природе, и клиницисты все чаще используют их для лечить бактериальные инфекции которые не реагируют на антибиотики.

Наиболее изученный фаг, лямбда, работает немного как ВИЧ. Попав в бактериальную клетку, лямбда решает, следует ли реплицироваться и сразу же убить клетку, как это делает большинство вирусов, или интегрироваться в хромосому клетки, как это делает ВИЧ. В последнем случае лямбда безвредно размножается со своим хозяином каждый раз, когда бактерия делится.

На этом видео показано, как фаг лямбда заражает кишечную палочку.

 

Но, как и ВИЧ, лямбда не сидит без дела. Он использует специальный белок, называемый CI, как стетоскоп, чтобы выслушивать признаки повреждения ДНК в бактериальной клетке. Если ДНК бактерии будет скомпрометирована, это плохие новости для гнездящегося в ней фага лямбда. Поврежденная ДНК ведет прямо на свалку эволюции, потому что она бесполезна для фага, которому она нужна для размножения. Таким образом, лямбда включает свои гены репликации, копирует себя и вырывается из клетки в поисках новых неповрежденных клеток для заражения.

Прослушивание системы связи ячейки

Некоторые фаги вместо того, чтобы собирать информацию с помощью собственных белков, подключаются к собственному датчику повреждения ДНК зараженной клетки: LexA.

Такие белки, как CI и LexA, факторы транскрипции которые включают и выключают гены, связываясь с определенными генетическими паттернами в книге инструкций ДНК, которая является хромосомой. Некоторые фаги, такие как Coliphage 186, выяснили, что им не нужен собственный вирусный белок CI, если в их хромосомах есть короткая последовательность ДНК, с которой может связываться бактериальный LexA. Обнаружив повреждение ДНК, LexA активирует гены репликации и уничтожения фага, по сути заставляя клетку совершить самоубийство, позволяя фагу сбежать.


 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Ученые впервые сообщили о роли КИ в принятии решений по фагам в 1980s и контрразведывательный трюк Colipage 186 в конце 1990-х годов. С тех пор было несколько других сообщений о том, что фаги подключаются к бактериальным коммуникационным системам. Один пример фаг phi29, который использует фактор транскрипции своего хозяина, чтобы определить, когда бактерия готовится произвести спору или своего рода бактериальное яйцо. способный выжить в экстремальных условиях. Phi29 инструктирует клетку упаковывать свою ДНК в спору, убивая почкующиеся бактерии после прорастания споры.

Факторы транскрипции включают и выключают гены.

 

В наших недавно опубликованные исследования, мои коллеги и я показали, что несколько групп фагов независимо друг от друга развили способность подключаться к еще одной бактериальной коммуникационной системе: белку CtrA. CtrA интегрирует множество внутренних и внешних сигналов для запуска различных процессов развития бактерий. Ключевым среди них является производство бактериальных придатков, называемых жгутики и пили. Оказывается, эти фаги прикрепляются к пили и жгутикам бактерий, чтобы заразить их.

Наша ведущая гипотеза состоит в том, что фаги используют CtrA, чтобы угадать, когда поблизости будет достаточно бактерий с пили и жгутиками, чтобы они могли легко инфицировать. Довольно хитрый трюк для «безмозглого убийцы».

Это не единственные фаги, принимающие сложные решения — и все это даже без наличия мозга. Некоторые фаги, заражающие бацилла бактерии производят маленькую молекулу каждый раз, когда они заражают клетку. Фаги могут ощущать эту молекулу и использовать ее для подсчитать количество фаговых инфекций происходящее вокруг них. Подобно инопланетным захватчикам, этот подсчет помогает решить, когда им следует включить свои гены репликации и уничтожения, убивая только тогда, когда носители относительно многочисленны. Таким образом, фаги следят за тем, чтобы у них никогда не заканчивались носители для заражения, и гарантируют свое собственное долгосрочное выживание.

Противодействие вирусной контрразведке

Вам может быть интересно, почему вас должны волновать контрразведывательные операции, проводимые бактериальными вирусами. Хотя бактерии сильно отличаются от людей, вирусы, которые их заражают, не так уж отличается от вирусов, поражающих человека. Довольно много каждый трюк позже было показано, что его играют фаги, которые используются человеческими вирусами. Если фаг может подключаться к бактериальным коммуникационным линиям, почему человеческий вирус не может подключиться к вашим?

Пока что исследователи не знают, какие человеческие вирусы могут прослушивать, если захватят эти линии, но на ум приходит множество вариантов. Я считаю, что, как и фаги, вирусы человека потенциально могут подсчитывать их количество для разработки стратегии, обнаружения роста клеток и формирования тканей и даже мониторинга иммунных реакций. На данный момент эти возможности являются только предположениями, но научные исследования продолжаются.

Наличие вирусов, прослушивающих личные разговоры ваших клеток, — не самая радужная картина, но не без худа без добра. Как хорошо известно спецслужбам всего мира, контрразведка работает только тогда, когда она скрыта. После обнаружения систему можно очень легко использовать для передачи дезинформации вашему врагу. Точно так же я считаю, что будущие противовирусные терапии смогут сочетать обычную артиллерию, такую ​​как противовирусные препараты, которые предотвращают репликацию вируса, с обманом информационной войны, например, заставить вирус поверить, что клетка, в которой он находится, принадлежит другой ткани.

Но, тише, никому не говори. Вирусы могут подслушивать!Беседа

Об авторе

Иван Эрилл, доцент биологических наук, Университет Мэриленда, округ Балтимор

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.


Рекомендуемые книги: Здоровье

Свежие фрукты очиститеСвежие фрукты очистить: Детокс, похудеть и поправить свое здоровье с самых вкусных продуктов природы [Мягкая обложка] с Линн Холл.
Похудеть и чувствовать себя здоровым в то время как ярко очистить организм от токсинов. Свежие фрукты очистите предлагает все необходимое для простой и мощный детоксикации, в том числе изо дня в день программ, аппетитные рецепты и советы для перехода от очищения.
Нажмите здесь для получения дополнительной информации и / или заказать эту книгу на Amazon.

Процветают FoodsПроцветают Продукты: 200 растительного Рецепты для пик здоровье [Мягкая обложка] Брендан мангала.
Основываясь на стресс сокращения, здоровье повышения питательной философии введена в его известной руководство питания вегетарианец Thrive, Профессиональное Ironman пловца Брендан Жаровня сейчас обращает внимание на ваши тарелку (миску завтрак и обед лоток тоже).
Нажмите здесь для получения дополнительной информации и / или заказать эту книгу на Amazon.

Смерть от медицины Гэри NullСмерть от медицины Гэри Null, Мартин Фельдман, Дебора Rasio и Кэролин Дин
Медицинской среде стал лабиринт взаимосвязанных корпоративных, больниц и правительственных советов директоров, проникли фармацевтических компаний. Наиболее токсичными веществами часто утвержденный первым, в то время как более мягкий и естественных альтернатив игнорируются по финансовым причинам. Это смерть от лекарств.
Нажмите здесь для получения дополнительной информации и / или заказать эту книгу на Amazon.


Вам также может понравиться

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

ДОСТУПНЫЕ ЯЗЫКИ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

распространение болезни дома 11 26
Почему наши дома стали горячими точками COVID
by Бекки Танстолл
Оставаясь дома, многие из нас защитились от заражения COVID на работе, в школе, в магазинах или…
мужчина и женщина в каяке
Быть в потоке своей миссии души и жизненной цели
by Кэтрин Хадсон
Когда наш выбор отдаляет нас от миссии нашей души, что-то внутри нас страдает. Логики нет…
объяснение рождественских традиций 11 30
Как Рождество стало американской праздничной традицией
by Томас Адам
Каждый сезон празднование Рождества публично проводится религиозными лидерами и консерваторами ...
возвращение домой не терпит неудачу 11 15
Почему возвращение домой не означает, что вы потерпели неудачу
by Рози Александр
Идея о том, что будущее молодых людей лучше всего обеспечивается, если они уезжают из маленьких городов и сельской местности…
тоскую по питомцу 11 26
Как помочь оплакать потерю любимого домашнего питомца
by Мелисса Старлинг
Прошло три недели с тех пор, как мы с напарником потеряли нашу любимую 14.5-летнюю собаку Киви Тарро. Его…
два альпиниста, один протягивает другому руку помощи
Почему делать добрые дела полезно для вас
by Майкл Глаузер
Что происходит с творцами добрых дел? Многочисленные исследования подтверждают, что те, кто регулярно занимается…
эфирное масло и цветы
Использование эфирных масел и оптимизация нашего тела, разума и духа
by Хизер Доун Годфри, PGCE, BSc
Эфирные масла имеют множество применений, от эфирных и косметических до психоэмоциональных и…
Как культура передает эмоции, которые вы испытываете к музыке
Как культура передает эмоции, которые вы испытываете к музыке
by Джордж Атанасопулос и Имре Лахдельма
Я проводил исследования в таких местах, как Папуа-Новая Гвинея, Япония и Греция. Правда в том…

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholistPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.