Biologi so našli dokaze, da imajo virusi neko obliko kolektivne inteligence in so sposobni prepoznati "oznake", ki jih njihovi konkurenti in sorodniki pustijo v celicah, in jih usmerjati pri odločanju, piše v članku, objavljenem v reviji Nature.
»Ti bakteriofagi (virusi, ki okužijo bakterije) vsebujejo dva programa vedenja. Eden naredi celico, da proizvede ogromno število kopij samega sebe, in v njej zažene program samouničenja, ko je drugi vklopljen, pa se vključi v svojo DNK in gre v »globoko podzemlje« z možnostjo ponovnega rojstva v prihodnosti, «pojasnjuje Nonia Pariente, molekularni biolog in urednik revije Nature Microbiology.
Vojaki večne vojne
Bolezni in okužbe niso nekaj, kar trpijo samo ljudje in druga večcelična bitja - med bakterijami in virusi že nekaj sto milijonov let poteka neskončna vojna za preživetje. Sledi te vojne najdemo povsod - vsak mililiter morske vode vsebuje do milijardo "bojnih virusov" - bakterij, z njimi pa je okuženih približno 70% morskih mikroorganizmov.
V milijardah let evolucije so se virusi naučili zaobiti pozornost mikrobnih obrambnih sistemov, slednji pa so razvili nekakšen genetski "protivirus", sistem CRISPR-Cas9, ki v genomu mikroba najde sledi virusne DNA in ga prisili v samomor, da bi zaščitil sosednje bakterije. Virusi so se na te "evolucijske obrambe" odzvali z oblikovanjem protivirusnega programa, ki zavira CRISPR-Cas9, in biološka oboroževalna tekma se je nadaljevala.
Rotem Sorek z Weizmannovega inštituta za znanost v Rehovotu v Izraelu je s sodelavci našel še en zelo zanimiv primer "orožja", ki so ga izumili virusi s preučevanjem delovanja bakteriofaga phi3T, ki okuži navadne bacile (Bacillus subtilis).
Sprva so znanstveniki poskušali razumeti povsem drugo stvar - kako se mikrobi medsebojno obveščajo o prisotnosti virusa in se pripravljajo na odbijanje napada. Znanstveniki so verjeli, da okužene bakterije v okolje sproščajo posebne signalne molekule, ki drugim mikrobom v koloniji sporočajo o nevarnosti.
Promocijski video:
Da bi to preizkusili, je Sorek s sodelavci vzgojil kolonijo bacilov, jih okužil s phi3T in nato filtriral tekočino, ki so jo mikrobi sprostili med okužbo kolonije. Biologi so del te raztopine dodali novi koloniji bakterij in predlagali, da jih bodo signalne molekule, ki so jih njihovi pokojni prijatelji spustili v hranilni medij, pripravili na nov napad virusov in jih zaščitili pred okužbami. Realnost se je izkazala za povsem drugačno.
Skrivni signali
Izkazalo se je, da so kratke beljakovinske molekule arbitrium, ki so jih biologi izolirali iz te raztopine, v resnici namenjeni medsebojni komunikaciji virusov in ne bakterijam, njihovi "avtorji" pa niso mikrobi, temveč njihovi nepovabljeni gostje.
Kot kažejo poskusi izraelskih genetikov, te molekule povzročajo, da virus "preide" iz enega reprodukcijskega programa v drugega. V prisotnosti arbitriuma virusi "gredo pod zemljo", se vstavijo v DNK bakterij, namesto da bi se v njih razmnoževali in uničevali celice.
Preklop programa se zgodi, ker arbitrium blokira delo virusnega proteina AimR, ki je odgovoren za začetek postopka za razmnoževanje virusne DNA in raztapljanje sten bakterij.
Zakaj jo potrebujejo virusi? Znanstveniki pojasnjujejo, da ta signalni sistem deluje kot nekakšna kolektivna inteligenca virusov, ki jim omogoča prilagodljivo usklajevanje vedenja. Kadar je virusov malo, je bolj donosno, da se aktivno razmnožujejo, okužijo nove bakterije in jih ubijejo, sčasoma pa jih je preveč in bakterije se začnejo kolektivno odzivati na okužbo ali pa število bacilov pade na izredno nizke vrednosti.
Na tej točki virusi preklopijo na alternativni program okužbe z uporabo signalov, kot je arbitrium, in se "skrijejo v množico" in čakajo na novo priložnost za okužbo. Sorek pravi, da je njegova ekipa v drugih virusih bakteriofagov našla več kot sto drugih molekul, podobnih arbitriumu in AimR, kar kaže na to, da so številni ali celo vsi virusi sposobni "komunicirati" s svojo vrsto.
Možno je, da podobni sistemi obstajajo pri virusih, ki okužijo ljudi, in njihova prisotnost bi lahko razložila, kako se HIV in številni drugi retrovirusi skrivajo v celicah, medtem ko jih poskušajo pregnati iz telesa. Če znanstvenikom uspe najti molekulo, zaradi katere se bo HIV za vedno "vkopal" v celico in ne bo odšel od tam, bo problem boja proti njemu rešen.
