Biolozi su pronašli dokaze da virusi imaju neki oblik kolektivne inteligencije i sposobni su prepoznati "tragove" koje njihovi konkurenti i rođaci ostavljaju u stanicama te ih voditi prilikom donošenja odluka, navodi se u članku objavljenom u časopisu Nature.
“Ovi bakteriofagi (virusi koji zaraze bakterije) sadrže dva programa ponašanja. Jedna tjera stanicu da proizvede ogroman broj svojih kopija i u njoj pokreće program samouništenja, a kad se uključi druga, ona se integrira u njezinu DNK i odlazi u „duboko podzemlje“s mogućnošću ponovnog rađanja u budućnosti “, objašnjava Nonia Pariente, molekularni biolog i urednik časopisa Nature Microbiology.
Vojnici vječnog rata
Bolesti i infekcije nisu nešto od čega pate samo ljudi i druga višećelijska bića - između bakterija i virusa vodi se beskrajni rat za preživljavanje nekoliko stotina milijuna godina. Tragove ovog rata možemo pronaći svugdje - svaki mililitar morske vode sadrži do milijardu "borbenih virusa" - bakterija, a oko 70% morskih mikroorganizama zaraženo je njima.
Tijekom milijardi godina evolucije virusi su naučili zaobići pažnju mikrobnih obrambenih sustava, a potonji su razvili svojevrsni genetski "antivirus", sustav CRISPR-Cas9, koji pronalazi tragove virusne DNA u genomu mikroba i prisiljava ga na samoubojstvo kako bi zaštitio susjedne bakterije. Virusi su odgovorili na ovu "evolucijsku obranu" stvaranjem anti-antivirusa koji suzbija CRISPR-Cas9, a biološka utrka u naoružanju se nastavila.
Rotem Sorek s Weizmannovog instituta za znanost u Rehovotu u Izraelu i njegove kolege pronašli su još jedan vrlo zanimljiv primjer "oružja" koje su virusi izumili proučavajući kako djeluje bakterija Phi3T, koja zaražava uobičajene bacile (Bacillus subtilis).
U početku su znanstvenici pokušali razumjeti sasvim drugu stvar - kako se mikrobi međusobno obavještavaju o prisutnosti virusa i pripremaju se da odbiju njegov napad. Znanstvenici su vjerovali da zaražene bakterije u okoliš oslobađaju posebne signalne molekule koje drugim mikrobima u koloniji signaliziraju opasnost.
Promotivni video:
Da bi to testirali, Sorek i njegovi kolege uzgajali su koloniju bacila, zarazili ih phi3T, a zatim filtrirali tekućinu koju su mikrobi ispuštali tijekom zaraze kolonijom. Biolozi su dio ove otopine dodali novoj koloniji bakterija, sugerirajući da će ih signalne molekule koje su njihovi mrtvi prijatelji pustili u hranjivi medij pripremiti za novi napad virusa i zaštititi od infekcije. Stvarnost se pokazala potpuno drugačijom.
Tajni signali
Pokazalo se da su kratke molekule proteina arbitrium koje su biolozi izolirali iz ove otopine zapravo namijenjeni virusima da međusobno komuniciraju, a ne bakterijama, a njihovi "autori" nisu mikrobi, već njihovi nepozvani gosti.
Te molekule, kako pokazuju eksperimenti izraelskih genetičara, čine da se virus "prebacuje" s jednog reprodukcijskog programa na drugi. U prisutnosti arbitriuma, virusi "prolaze ispod zemlje", umetajući se u DNA bakterija, umjesto da u njima razmnožavaju i uništavaju stanice.
Prebacivanje programa događa se zbog činjenice da arbitrium blokira rad virusnog proteina AimR, koji je odgovoran za pokretanje postupka množenja virusne DNA i otapanja zidova bakterija.
Zašto to treba virusima? Znanstvenici objašnjavaju da ovaj signalni sustav djeluje kao vrsta kolektivne inteligencije virusa, što im omogućuje fleksibilno koordiniranje njihovog ponašanja. Kad je malo virusa, isplativije im je aktivno se razmnožavati, zaražavajući nove bakterije i ubijajući ih, ali s vremenom ih je previše i bakterije počinju zajednički reagirati na infekciju, ili broj bacila pada na izuzetno niske vrijednosti.
U ovom trenutku virusi se prebacuju na alternativni program zaraze, koristeći signale poput arbitriuma, i "skrivaju se u gomili", čekajući novu priliku da zaraze. Sorek kaže da je njegov tim pronašao više od stotinu drugih molekula sličnih arbitriumu i AimR u drugim virusima bakteriofaga, što sugerira da su mnogi, ili čak svi virusi sposobni "komunicirati" sa svojom vrstom.
Moguće je da slični sustavi postoje u virusima koji zaraze ljude, a njihova bi prisutnost mogla objasniti kako se HIV i niz drugih retrovirusa skrivaju u stanicama dok ih pokušavaju izbaciti iz tijela. Ako znanstvenici uspiju pronaći molekulu zbog koje će HIV zauvijek "kopati" u stanici i neće ondje otići, tada će biti riješen problem borbe s njom.
