Biológovia našli dôkazy o tom, že vírusy majú určitú formu kolektívnej inteligencie a sú schopné rozpoznať „stopy“, ktoré zanechávajú ich konkurenti a príbuzní v bunkách, a usmerniť ich pri rozhodovaní, uvádza sa v článku publikovanom v časopise Nature.
„Tieto bakteriofágy (vírusy, ktoré infikujú baktérie) obsahujú dva programy správania. Jeden spôsobí, že bunka sama vyprodukuje obrovské množstvo kópií, a spustí v nej program sebazničenia. Keď je druhá zapnutá, integruje sa do svojej DNA a prechádza do „hlbokého podzemia“s možnosťou znovuzrodenia v budúcnosti, “vysvetľuje Nonia Pariente, molekulárna biológka a redaktor časopisu Nature Microbiology.
Vojaci večnej vojny
Choroby a infekcie nie sú ničím, čím by trpeli iba ľudia a ďalšie mnohobunkové tvory - už niekoľko stoviek miliónov rokov existuje nepretržitá vojna o prežitie medzi baktériami a vírusmi. Stopy tejto vojny možno nájsť všade - každý mililiter morskej vody obsahuje až miliardu „bojujúcich vírusov“- baktérií a je nimi infikovaných asi 70% morských mikroorganizmov.
Počas miliárd rokov evolúcie sa vírusy naučili obchádzať pozornosť mikrobiálnych obranných systémov a tieto vyvinuli akýsi genetický „antivírus“, systém CRISPR-Cas9, ktorý nachádza stopy vírusovej DNA v genóme mikróbu a núti ho spáchať samovraždu na ochranu susedných baktérií. Vírusy reagovali na túto „evolučnú obranu“vytvorením anti-antivírusu, ktorý potláča CRISPR-Cas9, a preteky v biologickom zbrojení pokračovali.
Rotem Sorek z Weizmannovho vedeckého ústavu v izraelskom Rehovote a jeho kolegovia našli ďalší veľmi zaujímavý príklad „zbrane“vynájdenej vírusmi štúdiom fungovania bakteriofága phi3T infikujúceho bežné bacily (Bacillus subtilis).
Vedci sa spočiatku snažili pochopiť úplne inú vec - ako sa mikróby navzájom informujú o prítomnosti vírusu a pripravujú sa na odrazenie jeho útoku. Vedci verili, že infikované baktérie uvoľňujú do prostredia špeciálne signálne molekuly, ktoré signalizujú iným mikróbom v ich kolónii nebezpečenstva.
Propagačné video:
Aby to otestovali, Sorek a jeho kolegovia vypestovali kolóniu bacilov, infikovali ich phi3T a potom odfiltrovali tekutinu, ktorú mikróby uvoľnili počas infekcie kolónie. Biológovia pridali časť tohto roztoku do novej kolónie baktérií, čo naznačuje, že signálne molekuly, ktoré ich mŕtvi spoločníci uvoľnili do živného média, by ich pripravili na nový útok vírusov a chránili ich pred infekciou. Realita sa ukázala byť úplne iná.
Tajné signály
Ukázalo sa, že arbitráže krátkych molekúl bielkovín, ktoré biológovia izolovali z tohto riešenia, boli v skutočnosti určené na vzájomnú komunikáciu vírusov, nie baktérií, a ich „autormi“neboli mikróby, ale ich nepozvaní hostia.
Tieto molekuly, ako ukazujú experimenty izraelských genetikov, spôsobujú, že vírus „prechádza“z jedného reprodukčného programu do druhého. V prítomnosti arbitria vírusy „prechádzajú do podzemia“, vkladajú sa do DNA baktérií, namiesto toho, aby v nich množili a ničili bunky.
K prepnutiu programu dochádza, pretože arbitrium blokuje prácu vírusového proteínu AimR, ktorý je zodpovedný za začatie postupu pre množenie vírusovej DNA a rozpúšťanie stien baktérií.
Prečo to vírusy potrebujú? Vedci vysvetľujú, že tento signalizačný systém funguje ako druh kolektívnej inteligencie vírusov, ktorá im umožňuje pružne koordinovať svoje správanie. Keď je vírusov málo, je pre ne výhodnejšie aktívne sa množiť, infikovať nové baktérie a zabíjať ich, ale postupom času ich je príliš veľa a baktérie začnú kolektívne reagovať na infekciu, alebo počet bacilov klesne na extrémne nízke hodnoty.
V tomto okamihu vírusy prechádzajú na alternatívny infekčný program pomocou signálov ako arbitrium a „schovávajú sa v dave“a čakajú na novú príležitosť na infikovanie. Sorek tvrdí, že jeho tím našiel viac ako sto ďalších molekúl podobných arbitriu a AimR v iných bakteriofágových vírusoch, čo naznačuje, že mnoho alebo dokonca všetky vírusy sú schopné „komunikovať“svojim vlastným druhom.
Je možné, že podobné systémy existujú aj vo vírusoch, ktoré infikujú ľudí, a ich prítomnosť by mohla vysvetliť, ako sa vírus HIV a množstvo ďalších retrovírusov skrýva v bunkách, keď sa ich snaží vylúčiť z tela. Ak sa vedcom podarí nájsť molekulu, vďaka ktorej sa HIV v bunke navždy „prehĺbi“a nenechá ju tam, potom bude problém boja proti nej vyriešený.