کشف جدید ویروس ها تماشای بدن!

ویروس ها بر بدن میزبان نظارت می کنند تا زمان مناسب برای تکثیر و تخریب سلول میزبان را بیابند.

به گزارش ایسنا، تحقیقات جدید نشان می دهد که ویروس ها با استفاده از اطلاعات محیط خود تصمیم می گیرند چه زمانی در بدن میزبان خود محکم بنشینند، چه زمانی تکثیر شوند و چه زمانی منفجر شوند و سلول میزبان را بکشند. این تحقیق پیامدهایی برای توسعه داروهای ضد ویروسی دارد.

ایوان ارل، استاد علوم زیستی در دانشگاه مریلند در بالتیمور و یکی از محققان این پروژه، گفت: توانایی ویروس در حس کردن محیط خود، از جمله عناصر تولید شده توسط میزبان، لایه دیگری از پیچیدگی را اضافه می کند. برای تعامل بین ویروس و میزبان. در حال حاضر، ویروس ها از این توانایی به نفع خود سوء استفاده می کنند، اما شاید در آینده بتوانیم از آن به ضرر خود سوء استفاده کنیم.

این یک تصادف نیست

این تحقیق جدید بر روی فاژها متمرکز شده است. ویروس هایی که باکتری ها را آلوده می کنند اغلب “فاژ” نامیده می شوند. فاژهای مورد بررسی تنها زمانی می توانند میزبان خود را آلوده کنند که سلول های باکتری دارای زائده های خاصی به نام “رشته” (رشته) و “فلاش” (فلاش) باشند که به حرکت و جفت شدن باکتری کمک می کند. باکتری ها پروتئینی به نام “CtrA” تولید می کنند که زمان تولید این پولیپ ها را کنترل می کند. این تحقیق جدید نشان می‌دهد که بسیاری از فاژهای وابسته به مکمل، الگوهایی در DNA خود دارند که پروتئین CtrA می‌تواند به آن‌ها متصل شود که به آن مکان‌های اتصال می‌گویند. آریل گفت که برای فاژی که یک محل اتصال برای پروتئین تولید شده توسط میزبان خود دارد، غیرمعمول است.

حتی شگفت آورتر، آریل و الیجا ماسکولو، اولین محقق این پروژه، از طریق تجزیه و تحلیل دقیق ژنوم دریافتند که این مکان های اتصال منحصر به یک فاژ یا حتی یک گروه منفرد از فاژها نیستند. بسیاری از انواع مختلف فاژها حاوی محل‌های اتصال به CtrA هستند، اما همگی میزبان نیاز به داشتن یک رشته یا تاژک دارند تا آنها را آلوده کند. آنها به این نتیجه رسیدند که این نمی تواند تصادفی باشد.

Ariel گفت: “توانایی نظارت بر سطوح CtrA طی چندین دور تکامل توسط فاژهای مختلف که باکتری های مختلف را آلوده می کنند، تکامل یافته است.” هنگامی که گونه های مرتبط ویژگی مشابهی را نشان می دهند، به آن “تکامل همگرا” می گویند و این ویژگی مطمئناً مفید است.

زمان بندی همه چیز است

اولین فاژی که در آن محققان مکان های اتصال CtrA را شناسایی کردند، گروه خاصی از باکتری ها به نام کولوباکترال ها را آلوده می کند. کلوباکترال ها گروهی از باکتری ها هستند که به خوبی مطالعه شده اند زیرا به دو شکل وجود دارند. یک شکل آزادانه شنا می کند و شکل دیگری به سطح می چسبد. گروه اول دارای رشته ها و تاژک ها هستند، اما گروه دوم اینگونه نیستند. در این باکتری ها، CtrA چرخه سلولی را تنظیم می کند و تعیین می کند که آیا یک سلول به طور مساوی به دو نوع سلول مشابه تقسیم می شود یا به طور نامتقارن تقسیم می شود تا یک سلول از شکل اول و یک سلول از شکل دوم تولید شود.

آریل گفت از آنجایی که فاژها فقط می توانند سلول های گروه I را آلوده کنند، به نفع آنهاست که میزبان خود را تنها زمانی ترک کنند که تعداد سلول های زیادی برای آلوده کردن وجود دارد. به طور کلی کلوباکترها در محیط های فقیر از نظر مواد مغذی و بسیار پراکنده زندگی می کنند، اما زمانی که محیط مناسبی پیدا کردند به سلول های گروه دوم تبدیل شده و تکثیر می شوند.

وی افزود: “فرضیه ما این است که فاژها سطح CtrA را که در طول چرخه زندگی سلول بالا و پایین می‌رود، نظارت می‌کنند تا ببینند چه زمانی سلول در حال تبدیل شدن است و در این مرحله سلول را تجزیه می‌کنند، زیرا تعداد زیادی از سلول‌ها دچار تغییر شکل می‌شوند. برای عفونت نزدیک آنها خواهی بود.”

گوش کنید

روش اثبات این فرضیه بسیار فشرده و دشوار است. بنابراین بخشی از این تحقیق جدید نبود. با این حال، آریل و همکارانش امیدوارند در آینده به این موضوع بپردازند. با این حال، آنها هیچ توضیح قابل قبول دیگری برای تکثیر محل های اتصال CtrA در بسیاری از فاژهای مختلف نمی بینند، که همگی به پیلی و تاژک نیاز دارند تا میزبان خود را آلوده کنند. محققان خاطرنشان کردند جالب‌تر، عواقب ویروس‌هایی است که سایر ارگانیسم‌ها از جمله انسان را آلوده می‌کنند.

آریل ادامه داد: «همه چیزهایی که ما در مورد فاژها و استراتژی‌های تکاملی که آنها توسعه دادند نشان می‌دهد که آنها تبدیل به ویروس‌هایی شدند که گیاهان و حیوانات را آلوده می‌کنند. بنابراین، اگر فاژها به میزبان خود گوش دهند، ویروس هایی که انسان را آلوده می کنند باید همین کار را انجام دهند.

نمونه‌های مستند دیگری از فاژها وجود دارد که محیط خود را به روش‌های جالبی بررسی می‌کنند، اما هیچ کدام شامل فاژهای مختلف نیست که از استراتژی یکسانی علیه میزبان‌های باکتریایی استفاده می‌کنند.

آریل افزود: “این تحقیق جدید نشان می دهد که فاژها به آنچه در سلول می گذرد گوش می دهند، در این مورد، از نظر رشد سلولی، اما من انتظار دارم نمونه های بیشتری در آینده وجود داشته باشد.”

آریل اشاره کرد که اعضای آزمایشگاه او قبلاً جستجو و یافتن گیرنده‌هایی را برای سایر مولکول‌های تنظیم‌کننده باکتری روی فاژ آغاز کرده‌اند.

درمان های جدید

آریل گفت: “نکته کلیدی تحقیقات ما این است که ویروس ها از هوش سلولی برای تصمیم گیری استفاده می کنند و اگر این اتفاق در باکتری ها رخ دهد، تقریباً به طور قطع در گیاهان و حیوانات نیز اتفاق می افتد، زیرا اگر این یک استراتژی تکاملی منطقی باشد، تکامل کشف و بهره برداری می کند.” گفت.

به عنوان مثال، یک ویروس حیوانی ممکن است بخواهد بداند که در چه نوع بافتی قرار دارد یا پاسخ ایمنی میزبان به عفونت چقدر قوی است تا استراتژی خود را برای بقا و تولید مثل بهبود بخشد. در حالی که فکر کردن به همه اطلاعاتی که ویروس‌ها می‌توانند جمع‌آوری کنند و احتمالاً از آنها برای بیمار کردن ما استفاده کنند، نگران‌کننده است، اما این اکتشافات راه را برای درمان‌های جدید هموار می‌کنند.

آریل افزود: “اگر در حال تولید یک داروی ضد ویروسی هستید و می دانید که ویروس به سیگنال خاصی گوش می دهد، ممکن است بتوانید ویروس را فریب دهید.” با این حال، هنوز راه زیادی در پیش است. ما تازه شروع کرده‌ایم به درک اینکه ویروس‌هایی که ما را رصد می‌کنند چقدر فعال هستند و چگونه بر اساس آنچه در اطرافشان می‌گذرد نظارت می‌کنند و تصمیم می‌گیرند. شگفت انگیز است.