Evoluția nu numai că a modelat modul în care arată planeta noastră astăzi, ci continuă să schimbe lumea la scară mică în fiecare zi. Și, deși nu puteți (de obicei) vedea cum evoluează organismele în fiecare zi, orice eveniment evolutiv la scară mică are potențialul de a ne afecta ca specie. Exemplu: microbi, cum ar fi bacteriile și virușii. Deoarece evoluează atât de repede, microbii oferă o privire asupra modului în care se întâmplă evoluția pe un accelerat cronologică și oferă un exemplu despre modul în care evoluția poate afecta sănătatea umană, uneori cu dezastru efecte.
În timp ce oamenii de știință au studiat evoluția microbilor de secole, cercetătorii recent a descoperit o nouă cale a evoluției care ne aprofundează înțelegerea modului în care virusii se adaptează la ei mediu inconjurator. Citiți mai departe pentru a afla mai multe despre modul în care evoluția ne modelează relația cu microbii și noile descoperiri care adaugă un nou strat de complexitate evoluției virale.
O reîmprospătare: rolul mutațiilor în evoluție
În timp ce biodiversitatea de pe pământ astăzi vorbește despre efectele profunde ale evoluției, evoluția se întâmplă la o scară micro, cu modificări genetice aleatorii. O mutație genetică care schimbă proteina rezultată într-un mod care favorizează succesul reproductiv al unui organism, cum ar fi creșterea eficienței energetice sau creșterea rezistenței la boli este mai probabil să fie transmisă de la generație la generaţie. Pe de altă parte, mutațiile genetice care modifică proteina rezultată într-un mod negativ și scad o succesul reproductiv al individului este mai puțin probabil să fie transmis și poate fi eliminat treptat din genă bazin.
Cel mai simplu mod de a vedea evoluția în acțiune astăzi este rezistența antimicrobiană. Bacteriile și virușii se numără printre speciile cu cea mai rapidă mutare, deoarece se replică extrem de repede (mai ales în comparație cu oamenii). Acest lucru înseamnă că ambii pot dobândi mutații rapid și rapid suferă generații de creștere care amplifică mutațiile benefice și reduc cele dăunătoare. Mutațiile genetice care oferă rezistență la antibiotice oferă un puternic avantaj reproductiv pentru bacteriile care le aveți, de exemplu, motiv pentru care dezvoltarea superbugilor foarte rezistenți este o problemă de sănătate publică.
Deci, cum se aplică acest lucru la viruși?
Virușii folosesc, de asemenea, mutații genetice pentru a evolua și a menține capacitatea de a infecta celulele gazdă. Virușii își infectează gazdele identificând receptori specifici pe membranele celulei gazdă - receptori care le permit să intre în celulă. Proteinele speciale de identificare a gazdei de pe virus se atașează la receptorii gazdei, cum ar fi o încuietoare care se fixează într-o cheie. Virusul poate apoi să intre în celulă (infectând gazda) și să „deturneze” sistemul gazdei pentru a genera mai mulți viruși.
Virușii respectă „regulile” standard pentru evoluție, iar mutațiile genetice pot avea impact asupra capacității lor de a infecta o gazdă. O mutație genetică care creează „chei” mai eficiente beneficiază de virus, de exemplu. Pe de altă parte, mutațiile genetice ale „încuietorilor” gazdelor ar putea ajunge să blocheze un virus. Gândiți-vă la el ca la un joc de pisici și șoareci: virusul favorizează mutațiile care îi permit să afecteze gazdele și se reproduc mai eficient, în timp ce gazda este în favoarea mutațiilor care o protejează de virus infecţie.
În timp ce aceste principii de bază ale evoluției nu sunt noi, oamenii de știință abia acum descoperă Cum virușii flexibili pot evolua la cea mai bună „cheie” pentru a infecta noi gazde.
Noi cercetări, publicate în Ştiinţă în 2018 a constatat că virușii se pot adapta și la modul în care genele lor sunt traduse în proteine. În loc să urmeze paradigma generală „o genă, o proteină”, cercetătorii au descoperit că virușii s-ar putea adapta la mediul înconjurător prin crearea mai multor proteine diferite din aceeași genă. Cu alte cuvinte, virușii ar putea folosi o genă pentru a crea două „chei” complet diferite, capabile să se încadreze în două „încuietori” ale gazdei.
Ce înseamnă aceste rezultate?
Deși este prea devreme pentru a înțelege impactul deplin al acestei forme descoperite recent de evoluție, aceasta ne-ar putea ajuta să înțeleagă infecțiile care au loc în caz de răspândire, care apar atunci când ar putea începe să apară o boală care începe la o specie un alt. Întrucât SARS, Ebola și HIV au început toate ca transmisie de tip spillover, este ușor de văzut de ce înțelegerea infecțiilor de tip spillover este importantă pentru sănătatea publică.
Desigur, arată, de asemenea, că evoluția nu se întâmplă doar la nivel genetic. Și acest fenomen evolutiv nou descoperit ne poate oferi o perspectivă asupra de unde au venit unele boli infecțioase și unde se îndreaptă câmpul.