Bioloogid on leidnud tõendeid selle kohta, et viirustel on mingisugune kollektiivne intelligentsus ja nad suudavad ära tunda "märgid", mille nende konkurendid ja sugulased rakkudesse jätavad, ning neid otsuste tegemisel suunata, selgub ajakirjas Nature avaldatud artiklist.
“Need bakteriofaagid (viirused, mis nakatavad baktereid) sisaldavad kahte käitumisprogrammi. Üks paneb raku tootma endast tohutu hulga koopiaid ja käivitab selles enesehävitamise programmi ning kui teine on sisse lülitatud, integreerub see oma DNA-sse ja läheb tulevikus "sügavale maa-alusele", kus on võimalik taaselustada, "selgitab molekulaarbioloog Nonia Pariente ja ajakirja Nature Microbiology toimetaja.
Igavese sõja sõdurid
Haigused ja nakkused ei ole midagi, mida kannatavad ainult inimesed ja mitmed mitmerakulised olendid - juba mitusada miljonit aastat on bakterite ja viiruste vahel olnud pidev ellujäämisvõitlus. Selle sõja jälgi võib leida kõikjal - igas milliliitris merevees on kuni miljard "võitlevat viirust" - bakterit ja umbes 70% mere mikroorganismidest on nendega nakatunud.
Miljardite aastate jooksul on viirused õppinud mööda minema mikroobide kaitsesüsteemide tähelepanust ja viimased on välja töötanud omamoodi geneetilise "viirusetõrje", süsteemi CRISPR-Cas9, mis leiab mikroobi genoomist viiruse DNA jälgi ja sunnib seda tegema enesetapp naaberbakterite kaitsmiseks. Viirused reageerisid nendele "evolutsioonilistele kaitsemehhanismidele", luues viirusetõrje, mis pärsib CRISPR-Cas9, ja bioloogiline võidurelvastumine jätkus.
Rotem Sorek Iisraeli Rehovoti Weizmanni teaduse instituudist ja tema kolleegid leidsid veel ühe väga huvitava näite viiruste leiutatud "relvast", uurides, kuidas phi3T bakteriofaag, nakatades harilikke batsille (Bacillus subtilis), töötab.
Esialgu püüdsid teadlased mõista hoopis teistsugust asja - kuidas mikroobid teavitavad üksteist viiruse olemasolust ja valmistuvad selle rünnaku tõrjumiseks. Teadlased uskusid, et nakatunud bakterid eraldavad keskkonda spetsiaalseid signaalmolekule, mis annavad signaali teistele mikroobidele nende ohukoloonias.
Reklaamvideo:
Selle testimiseks tõstsid Sorek ja tema kolleegid batsillide koloonia, nakatasid nad phi3T-ga ja filtreerisid seejärel välja vedeliku, mille mikroobid koloonia nakatamise käigus eraldasid. Bioloogid lisasid osa sellest lahusest uude bakterikolooniasse, mis viitab sellele, et signaalmolekulid, mille nende surnud kaaslased toitainekeskkonda lastakse, valmistaksid neid ette uueks viiruste rünnakuks ja kaitseksid nakkuse eest. Tegelikkus osutus hoopis teistsuguseks.
Salajased signaalid
Selgus, et lühikesed valgumolekulide arbitraaž, mille bioloogid sellest lahusest eraldasid, olid tegelikult mõeldud viiruste suhtlemiseks omavahel, mitte bakteritega, ja nende "autorid" ei olnud mikroobid, vaid nende kutsumata külalised.
Need molekulid, nagu näitavad Iisraeli geneetikute katsed, panevad viiruse ühelt paljunemisprogrammilt teisele üle minema. Vahekohtu juuresolekul viirused "lähevad maa alla", sisestades end bakterite DNA-sse, selle asemel, et neis paljuneda ja rakke hävitada.
Programmilüliti toimub seetõttu, et vahekoht blokeerib viirusvalgu AimR töö, mis vastutab viiruse DNA paljundamise ja bakteriseinte lahustamise protseduuri alustamise eest.
Miks viirused seda vajavad? Teadlased selgitavad, et see signaalimissüsteem toimib kui mingi viiruste kollektiivne luure, mis võimaldab neil oma käitumist paindlikult koordineerida. Kui viirusi on vähe, on nende jaoks kasulikum aktiivselt paljuneda, nakatades uusi baktereid ja hävitades, kuid aja jooksul on neid liiga palju ja bakterid hakkavad nakkusele kollektiivselt reageerima või langeb batsillide arv ülimadalatele väärtustele.
Siinkohal lähevad viirused üle alternatiivsele nakkusprogrammile, kasutades selliseid signaale nagu arbitrium, ja "peidavad end rahva hulka", oodates uut võimalust nakatuda. Soreki sõnul on tema meeskond leidnud teistest bakteriofaagiviirustest rohkem kui sada muud arbitriumile ja AimR-ile sarnast molekuli, mis viitab sellele, et paljud või isegi kõik viirused suudavad omasugustega "suhelda".
Võimalik, et inimesi nakatavate viiruste puhul eksisteerivad sarnased süsteemid ja nende olemasolu võib selgitada, kuidas HIV ja mitmed teised retroviirused rakkudesse peidavad, püüdes neid organismist välja tõrjuda. Kui teadlastel õnnestub leida molekul, mis sunnib HIV rakku igavesti “süvenema” ja sealt enam ei lahku, siis lahendatakse sellega võitlemise probleem.
