Hvordan vira ændrer den måde, vi ser på udvikling

Evolution formede ikke kun den måde, vores planet ser ud i dag på, den fortsætter med at ændre verden i mindre skala hver dag. Og selvom du (normalt) ikke kan se, hvordan organismer udvikler sig fra dag til dag, har enhver lille udviklingsbegivenhed potentiale til at påvirke os som en art. Tilfælde: mikrober, som bakterier og vira. Fordi de udvikler sig så hurtigt, tilbyder mikrober et glimt af, hvordan evolution sker på en accelereret tidslinje og giver et eksempel på, hvordan evolution kan påvirke menneskers sundhed, undertiden med katastrofale effekter.

Mens forskere har undersøgt udviklingen af mikrober i århundreder opdagede forskere for nylig en ny udviklingsvej, der uddyber vores forståelse af, hvordan vira tilpasser sig deres miljø. 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.
A Refresher: The Roll of Mutations in Evolution -

While the biodiversity på jorden i dag taler til de dybe effekter af evolution, evolution sker i mikroskala med tilfældige genetiske ændringer. En genetisk mutation, der ændrer det resulterende protein på en måde, der gavner en organismes reproduktive succes, såsom at øge energieffektiviteten eller øge modstanden mod sygdomme, er mere sandsynligt, at det bliver videre fra generation til generation. På den anden side er det mindre sandsynligt, at genetiske mutationer, der ændrer det resulterende protein på en negativ måde og formindsker den enkeltes reproduktive succes, og kan udfases ud af genpoolen.

Den nemmeste måde at se udviklingen i handling i dag er i antimikrobiel resistens. Bakterier og vira er blandt de hurtigst muterede arter, fordi de replikerer ekstremt hurtigt (især sammenlignet med mennesker). Dette betyder, at de begge kan erhverve mutationer hurtigt og hurtigt gennemgå generationer af vækst, der forstærker gavnlige mutationer og reducerer skadelige. Genetiske mutationer, der giver antibiotikaresistens, giver en stærk reproduktiv fordel for de bakterier, der har dem, for eksempel, og det er grunden til, at udviklingen af stærkt resistente superbugs er sådan et folkesundhedsmæssigt anliggende.
Så hvordan gælder dette for virus?

Virus bruger også genetiske mutationer til at udvikle og opretholde evnen til at inficere værtsceller. Vira inficerer deres værter ved at identificere specifikke receptorer på værtscellemembraner - receptorer, der tillader dem at komme ind i cellen. Specielle værtsidentifikationsproteiner på virussen fastgøres til værtsreceptorerne, som en lås, der passer ind i en nøgle. Virussen kan derefter gå ind i cellen (inficere værten) og "kapre" værtssystemet for at generere flere vira.

Virus følger standard "regler" for udvikling, og genetiske mutationer kan påvirke deres evne til at inficere en vært. En genetisk mutation, der skaber mere effektive "nøgler", drager fordel af virussen. På den anden side kan genetiske mutationer til værtenes "låse" ende med at låse en virus ud. Tænk på det som et katte- og musespil: Virussen favoriserer mutationer, der tillader det at påvirke værter og reproducere mere effektivt, mens værten favoriserer mutationer, der beskytter den mod den virale infektion.

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

Ny forskning, offentliggjort i Videnskab
I 2018 fandt, at vira også kan tilpasse den måde, deres gener oversættes til protein på. I stedet for at følge det generelle paradigme "et gen, et protein", fandt forskerne, at vira kunne tilpasse sig deres omgivelser ved at skabe flere forskellige proteiner fra det samme gen. Med andre ord, virusserne kunne bruge et gen til at skabe to helt forskellige "nøgler", der er i stand til at passe i to værtslåse. "- Hvad betyder disse resultater?

Mens det er for tidligt at forstå den fulde virkning af denne nyligt opdagede form for evolution, det kunne hjælpe os med at forstå spildinfektioner, der opstår, når en sygdom, der starter i en art, kunne begynde at dukke op i en anden. Da SARS, Ebola og HIV alle begyndte som overførselsoverførsel, er det let at se, hvorfor det er vigtigt at forstå spildinfektioner for folkesundheden.

Det viser naturligvis også, at evolution ikke bare sker på en genetisk niveau. Og dette nyopdagede evolutionære fænomen kan give os indsigt i, hvor nogle smitsomme sygdomme kom fra, og hvor marken bevæger sig.