Skinde lys på viras sociale liv

Forskere ved, at vira er smitsom og kan spredes hurtigt, men hvordan interagerer de med hinanden?

For at få en forståelse for, hvordan vira spredes, og i sidste ende udvikle sig, Samuel Díaz-Muñoz, assisterende professor i mikrobiologi og molekylær genetik ved College of Biological Sciences ved University of California, Davis, udforsker travlheden i viras sociale liv i et nyt papir udgivet i Cellevært og mikrobe .

Virus er afhængige af værter for at overleve og reproducere, inficere alle former for liv fra planter og dyr til bakterier og andre encellede mikroorganismer. Findes i næsten alle økosystemer, millioner af forskellige typer vira menes at eksistere.

Konkurrencen er hård i deres små verdener. Da flere vira ofte co-inficerer den samme vært, de har udviklet strategier til at interagere med hinanden, fra udnyttelse til samarbejde. Nogle vira "snyder" endda ved at piggybacke på reproduktionen af ​​andre vira.

Díaz-Muñoz opfordrer videnskabsmænd til at tage et nyt kig på vira for muligheden for at udvikle nye perspektiver til at nærme sig behandlingen af ​​virussygdomme.

"Vi har set mere og mere, hvordan ting, vi ikke troede var sociale, er sociale, og der er en masse fundamentale biologiske processer, der er sociale, " han sagde.

Et viralt syn på socialitet

Selvom man ved meget om virus-vært-udvekslinger, den konceptuelle ramme for, hvordan vira interagerer med hinanden, er meget mindre klar. Fokus på virus-til-virus interaktioner kan hjælpe med at kaste lys over mange uforklarlige adfærd, såsom hvordan vira udvikler sig.

"Jeg er interesseret i, hvordan interaktioner mellem individer påvirker reproduktionen, "sagde Díaz-Muñoz." Og reproduktion, selvfølgelig, er nøglen til evolution."

Díaz-Muñozs forskning bringer virus-virus-interaktioner i søgelyset gennem social evolutionsteori, som understreger virkningerne af social adfærd på en organismes succes i sit miljø.

I visse tilfælde, vira kan udvikle sig til at bremse deres infektionshastigheder på mobilniveau, gør det muligt for værter at leve længere og overføre virussen til deres samfund. Træde i kræft, virussen udsætter sin egen direkte spredning i en vært for de større, fælles mål om at udbrede sine fremtidige generationer til mange værter.

Vira besidder ikke hjernekraft og tilsvarende tegn på adfærdsmæssig erkendelse set i mere komplekse organismer, men adfærdstræk med et eller andet genetisk grundlag kan stadig udvikle sig ved naturlig selektion.

"Selvom vi bruger ord som 'konflikt' og 'samarbejde', der i daglig tale betyder visse ting, disse er faktisk baseret på matematisk teori og kræver ikke komplekse kognitive processer, " sagde han. "Du behøver ikke kompleks kognition for at have social evolution."

Brug af social-evolutionære koncepter til at bekæmpe virulens

Díaz-Muñoz studerede tidligere den sociale adfærd hos små aber kaldet tamariner, observere, hvordan interaktioner mellem relaterede individer påvirkede deres reproduktion.

På samme tid, andre forskere var begyndt at anvende social evolutionsteori på mikrober, som bakterier og andre encellede mikroorganismer. Díaz-Muñoz tog det til efterretning. Jo mere han efterforskede, jo mere fascineret blev han.

I dag, Díaz-Muñoz håber, at et socialt syn på vira kan hjælpe videnskabsmænd med at designe bedre terapier.

Influenzavacciner, for eksempel, indeholde en svækket, eller dæmpet, variant af en virus. De fremkalder stadig et immunrespons, men de er ikke stærke nok til at gøre værterne syge.

Succesfulde såkaldte "snydende" vira opfører sig på samme måde som disse svækkede vira. De øger deres egen chance for evolutionær succes ved at drage fordel af reproduktionen af ​​andre vira til at hjælpe med deres egen reproduktion. Ved nogle blandede infektioner, snydevirusene udkonkurrerer andre vira, men mindske den samlede kondition af hele viruspopulationen.

At vide, hvordan snydende vira påvirker en viral befolknings egnethed, kan føre til nye strategier, der anvender snydende vira til at begrænse virusudbrud.

"Det viser sig, at mange af disse snydevira er ret kraftige stimulatorer af immunresponset, mere end den faktiske intakte virus, " sagde Díaz-Muñoz. "Vi kender de betingelser, hvorunder disse snydere er genereret, så vi kan bruge den viden til at generere andre svækkede vira, der måske fungerer bedre som vacciner."