Biologii au găsit dovezi că virușii au o formă de inteligență colectivă și sunt capabili să recunoască „semnele” pe care concurenții și rudele lor le lasă în celule și să îi îndrume atunci când iau decizii, potrivit unui articol publicat în revista Nature.
„Aceste bacteriofage (viruși care infectează bacteriile) conțin două programe de comportament. Unul face ca celula să producă un număr imens de copii ale sale și să lanseze un program de autodistrugere în ea, iar când a doua este pornită, se integrează în ADN-ul său și intră într-un „subteran adânc” cu posibilitatea revigorării în viitor”, explică Nonia Pariente, biolog molecular și editor al revistei Nature Microbiology.
Soldații războiului etern
Bolile și infecțiile nu sunt ceva ce suferă doar oamenii și alte creaturi multicelulare - a existat un război continuu pentru supraviețuirea între bacterii și viruși de câteva sute de milioane de ani. Urmele acestui război pot fi găsite peste tot - fiecare mililitru de apă de mare conține până la un miliard de „virusuri de luptă” - bacterii, iar aproximativ 70% din microorganismele marine sunt infectate cu ele.
De-a lungul a miliarde de ani de evoluție, virușii au învățat să ocolească atenția sistemelor de apărare microbiană, iar aceștia din urmă au dezvoltat un fel de „antivirus” genetic, sistemul CRISPR-Cas9, care găsește urme de ADN viral în genomul microbului și îl obligă să se sinucidă pentru a proteja bacteriile vecine. Virușii au răspuns acestor „apărări evolutive” prin crearea unui anti-antivirus care suprima CRISPR-Cas9, iar cursa biologică a înarmărilor a continuat.
Rotem Sorek de la Weizmann Institute of Science din Rehovot, Israel și colegii săi au găsit un alt exemplu foarte interesant de „armă” inventată de viruși prin studierea modului în care funcționează bacteriofagul phi3T, care infectează bacilii comuni (Bacillus subtilis).
Inițial, oamenii de știință au încercat să înțeleagă un lucru complet diferit - modul în care microbii se notifică reciproc despre prezența unui virus și se pregătesc să respingă atacul acestuia. Oamenii de știință au crezut că bacteriile infectate eliberează în mediu molecule speciale de semnalizare care semnalizează altor microbi din colonia lor de pericol.
Video promotional:
Pentru a testa acest lucru, Sorek și colegii săi au crescut o colonie de bacili, i-au infectat cu phi3T și apoi au filtrat lichidul pe care microbii l-au eliberat în timpul infecției coloniei. Biologii au adăugat o parte a acestei soluții la noua colonie de bacterii, sugerând că moleculele de semnalizare pe care prietenii lor morți le-au eliberat în mediul nutritiv le-ar pregăti pentru un nou atac de viruși și le vor proteja de infecții. Realitatea s-a dovedit a fi complet diferită.
Semnalele secrete
S-a dovedit că moleculele scurte de proteine arbitrium pe care biologii le-au izolat din această soluție erau de fapt destinate virușilor să comunice între ei, nu bacterii, iar „autorii” lor nu erau microbi, ci oaspeții lor neinvitați.
Aceste molecule, așa cum se arată în experimentele geneticienilor israelieni, fac ca virusul să „treacă” de la un program de reproducere la altul. În prezența arbitrului, virușii „intră sub pământ”, introducându-se în ADN-ul bacteriilor în loc să prolifereze în ele și să distrugă celulele.
Comutarea programului are loc deoarece arbitrul blochează activitatea proteinei virale AimR, care este responsabilă cu demararea procedurii de multiplicare a ADN-ului viral și dizolvarea pereților bacteriilor.
De ce au nevoie de viruși? Acest sistem de semnalizare, explică oamenii de știință, funcționează ca un fel de inteligență colectivă a virușilor, care le permite să își coordoneze flexibil comportamentul. Când există puțini viruși, este mai benefic pentru ei să se înmulțească activ, infectând bacterii noi și ucigându-le, dar în timp sunt prea mulți dintre aceștia și bacteriile încep să răspundă colectiv la infecție, sau numărul de bacili scade la valori extrem de scăzute.
În acest moment, virușii trec la un program alternativ de infecție, folosind semnale precum arbitrul și se „ascund în mulțime”, așteptând o nouă oportunitate de infectare. Sorek spune că echipa sa a găsit mai mult de o sută de alte molecule similare arbitrului și AimR în alte virusuri bacteriofage, sugerând că mulți sau chiar toți virusii sunt capabili să „comunice” cu propriul lor tip.
Este posibil să existe sisteme similare la virusurile care infectează oamenii, iar prezența lor ar putea explica modul în care HIV și un număr de alte retrovirusuri se ascund în celule în timp ce încearcă să le expulzeze din corp. Dacă oamenii de știință reușesc să găsească o moleculă care să-i facă pe HIV să „sape” în celulă pentru totdeauna și să nu plece de acolo, atunci problema combaterii acesteia va fi rezolvată.
