Indhold
- En forfriskende: rolle mutationer i evolution
- Så hvordan gælder dette for virus?
- Hvad betyder disse resultater?
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 mens du ikke (normalt) kan se, hvordan organismer udvikler sig fra dag til dag, har enhver lille evolutionær begivenhed potentialet 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, nogle gange med katastrofale effekter.
Mens forskere har studeret 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.
En forfriskende: rolle mutationer i evolution
Mens biodiversiteten på jorden i dag taler til de dybe effekter af evolutionen, sker evolution på mikroskala med tilfældige genetiske ændringer. En genetisk mutation, der ændrer det resulterende protein på en måde, der gavner en organisations reproduktionssucces, såsom at øge energieffektiviteten eller øge resistensen mod sygdom, 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 en individs reproduktionssucces, og kan udfases ud af genpuljen.
Den nemmeste måde at se evolution 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, hvorfor udviklingen af stærkt resistente superbugs er sådan et folkesundhedsmæssigt anliggende.
Så hvordan gælder dette for virus?
Vira bruger også genetiske mutationer til at udvikle sig og opretholde evnen til at inficere værtsceller. Vira inficerer deres værter ved at identificere specifikke receptorer på værtscellemembraner - receptorer, der giver dem mulighed for 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.
Vira følger standard "regler" for evolution, og genetiske mutationer kan påvirke deres evne til at inficere en vært. En genetisk mutation, der skaber mere effektive "nøgler", er for eksempel virussen til gavn. På den anden side kan genetiske mutationer til værterne "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 evolutionen ikke er nye, opdager forskere lige nu hvordan fleksible vira kan udvikle sig til 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 "ét gen, et protein" -paradigme, fandt forskerne, at vira kunne tilpasse sig deres omgivelser ved at skabe flere forskellige proteiner fra det samme gen. Med andre ord kunne virusserne bruge ét gen til at skabe to helt forskellige "nøgler", der er i stand til at passe ind i to værtslåse.
Hvad betyder disse resultater?
Selvom det er for tidligt til at forstå den fulde indflydelse af denne nyopdagede form for evolution, kan det hjælpe os med at forstå spildinfektioner, der opstår, når en sygdom, der begynder i en art, kan begynde at dukke op i en anden. Da SARS, Ebola og HIV alle startede som overførselsoverførsel, er det let at se, hvorfor det er vigtigt for folkesundheden at forstå spredningsinfektioner.
Naturligvis viser det også, at evolution ikke bare sker på et genetisk niveau. Og dette nyopdagede evolutionære fænomen kan give os indsigt i, hvor nogle infektionssygdomme kom fra, og hvor marken bevæger sig.