Hvordan virusser ændrer måden vi ser på Evolution

Evolution udvikler ikke kun den måde vores planet ser ud i dag, den fortsætter med at ændre verden på en lille skala hver dag. Og selvom du ikke (normalt) kan se, hvordan organismer udvikler sig dagligt, har enhver lille evolutionær begivenhed potentialet til at påvirke os som en art. Case in point: mikrober, som bakterier og vira. Fordi de udvikler sig så hurtigt, giver mikrober et glimt på, hvordan udviklingen sker på en accelereret tidslinje og giver et eksempel på, hvordan evolution kan påvirke menneskers sundhed, nogle gange med katastrofale virkninger.

Mens forskere har studeret udviklingen af ​​mikrober i århundreder har forskere for nylig opdaget en ny udviklingsvej, der fordyber vores forståelse for, hvordan vira tilpasser sig deres omgivelser. Læs videre for at lære mere om, hvordan evolution former vores forhold til mikrober og de nye opdagelser, der tilføjer et nyt lag af kompleksitet til viral evolution.
En genopfriskning: Mutations rolle i evolution

Mens biodiversiteten På jorden i dag taler til de dybtgående virkninger af evolutionen, sker udvikling på en mikroskala med tilfældige genetiske ændringer. En genetisk mutation, der ændrer det resulterende protein på en måde, der fordeler en organismes reproduktive succes, såsom øget energieffektivitet eller øget resistens mod sygdom, er mere tilbøjelig til at blive videreført fra generation til generation. På den anden side er genetiske mutationer, som ændrer det resulterende protein negativt og reducerer individets reproduktive succes, mindre tilbøjelige til at blive videregivet og kan udfases af genpoolen.
Sciencing Video Vault
Opret Den (næsten) perfekte beslag: Her er hvordan
Opret den (næsten) perfekte beslag: Her er hvordan

Den nemmeste måde at se evolution i handling i dag er i antimikrobiel resistens. Bakterier og vira er blandt de hurtigste muterende arter, fordi de replikerer ekstremt hurtigt (især i forhold til mennesker). Dette betyder, at de både kan erhverve mutationer hurtigt og hurtigt undergår generationer af vækst, som forstærker gavnlige mutationer og reducerer skadelige dem. Genetiske mutationer, der giver antibiotikaresistens, giver en stærk reproduktiv fordel for de bakterier, der har dem, for eksempel, hvorfor udviklingen af ​​stærkt resistente superbugs er et sådant folkesundhedsproblem.
Hvordan virker det så på virusser? >

Virus bruger også genetiske mutationer til at udvikle og opretholde evnen til at inficere værtsceller. Virus inficerer deres værter ved at identificere specifikke receptorer på værtscellemembraner - receptorer, der tillader dem at komme ind i cellen. Særlige værtsidentifikationsproteiner på virussen vedhæftes til værtsreceptorerne, som en låsemekanisme til en nøgle. Viruset kan så komme ind i cellen (inficere værten) og "kapre" værtssystemet til at generere flere vira.

Virus følger standard "regler" for evolution, og genetiske mutationer kan påvirke deres evne til at inficere en vært. En genetisk mutation, som skaber mere effektive "nøgler" fordele for eksempel viruset. På den anden side kan genetiske mutationer til værternes "låse" ende med at låse en virus ud. Tænk på det som et katte- og musespil: Viruset favoriserer mutationer, som gør det muligt at påvirke værter og reproducere mere effektivt, mens værten favoriserer mutationer, som beskytter den mod viral infektion.

Mens disse grundlæggende evolutionstrin er ikke nye, forskere opdager lige nu hvordan fleksible vira kan være ved at udvikle den bedste "nøgle" for at inficere nye værter.

Ny forskning, offentliggjort i Videnskab
i 2018 fandt vi, at vira også kan tilpasse måden deres gener oversættes til protein. I stedet for at følge det generelle "et gen, et protein" paradigme fandt forskerne, at vira kunne tilpasse sig deres omgivelser ved at skabe flere forskellige proteiner fra det samme gen. Med andre ord kan viraene bruge et gen til at skabe to helt forskellige "nøgler", der kan passe ind i to værtslås. Den fulde virkning af denne nyopdagede udviklingsform, det kan hjælpe os med at forstå spillover infektioner, der opstår, når en sygdom, der starter i en art, kan begynde at dukke op i en anden. Siden SARS, Ebola og HIV har alle startet som spillover transmission, er det nemt at se, hvorfor forståelse af spildinfektioner er vigtig for folkesundheden.

Det viser selvfølgelig også, at evolution ikke kun sker ved en genetisk niveau. Og dette nyopdagede evolutionære fænomen kan give os indsigt i, hvor nogle infektionssygdomme kom fra, og hvor marken går.