Innhold
- A Refresher: The Roll of Mutations in Evolution
- Så hvordan gjelder dette virus?
- Hva betyr disse resultatene?
Evolusjonen formet ikke bare slik planeten vår ser ut i dag, den fortsetter å endre verden i liten skala hver dag. Og mens du ikke kan (vanligvis) se hvordan organismer utvikler seg fra dag til dag, har enhver småskala evolusjonshendelser potensialet til å påvirke oss som en art. Eksempel: mikrober, som bakterier og virus. Fordi de utvikler seg så raskt, tilbyr mikrober et glimt av hvordan evolusjonen skjer på en akselerert tidslinje og gir et eksempel på hvordan evolusjon kan påvirke menneskers helse, noen ganger med katastrofale effekter.
Mens forskere har studert evolusjonen av mikrober i århundrer, oppdaget forskere nylig en ny evolusjonsvei som utvider vår forståelse av hvordan virus tilpasser seg miljøet. Les videre for å lære mer om hvordan evolusjon former vårt forhold til mikrober, og de nye funnene som gir et nytt lag med kompleksitet til viral evolusjon.
A Refresher: The Roll of Mutations in Evolution
Mens det biologiske mangfoldet på jorden i dag taler til dyptgripende effekter av evolusjonen, skjer evolusjonen i mikroskala med tilfeldige genetiske endringer. En genetisk mutasjon som endrer det resulterende proteinet på en måte som gir en organisasjons reproduksjonssuksess, som å øke energieffektiviteten eller øke resistens mot sykdom, er mer sannsynlig å gå videre fra generasjon til generasjon. På den annen side er det mindre sannsynlig at genetiske mutasjoner som endrer det resulterende proteinet på en negativ måte og reduserer en individs reproduksjonssuksess, og kan fases ut av genpoolen.
Den enkleste måten å se evolusjonen i handling i dag er i antimikrobiell motstand. Bakterier og virus er blant de raskest muterende artene, fordi de replikerer ekstremt raskt (spesielt sammenlignet med mennesker). Dette betyr at de både kan skaffe seg mutasjoner raskt og raskt gjennomgå generasjoner av vekst som forsterker gunstige mutasjoner og reduserer skadelige. Genetiske mutasjoner som gir antibiotikaresistens gir en sterk reproduktiv fordel for bakteriene som har dem, for eksempel, og det er grunnen til at utvikling av sterkt resistente superbugs er et slikt folkehelseproblem.
Så hvordan gjelder dette virus?
Virus bruker også genetiske mutasjoner for å utvikle og opprettholde evnen til å infisere vertsceller. Virus infiserer vertene sine ved å identifisere spesifikke reseptorer på vertscellemembraner - reseptorer som lar dem komme inn i cellen. Spesielle vertsidentifikasjonsproteiner på viruset fester seg til vertsreseptorene, som en lås som passer inn i en nøkkel. Viruset kan deretter komme inn i cellen (infisere verten) og "kapre" vertssystemet for å generere flere virus.
Virus følger standard "regler" for evolusjon, og genetiske mutasjoner kan påvirke deres evne til å infisere en vert. En genetisk mutasjon som skaper mer effektive "nøkler" kommer viruset til gode. På den annen side kan genetiske mutasjoner til vertene "låses", ende med å låse et virus ute. Tenk på det som et katt- og musespill: Viruset favoriserer mutasjoner som lar det påvirke verter og reprodusere mer effektivt, mens verten favoriserer mutasjoner som beskytter det mot virusinfeksjonen.
Mens disse grunnleggende elementene i evolusjonen ikke er nye, oppdager forskere akkurat nå hvordan fleksible virus kan utvikle seg til den beste "nøkkelen" for å infisere nye verter.
Ny forskning, publisert i Vitenskap i 2018 fant at virus også kan tilpasse måten genene deres blir oversatt til protein på. I stedet for å følge det generelle "ett genet, ett protein" -paradigmet, fant forskerne at virus kunne tilpasse seg omgivelsene sine ved å lage flere forskjellige proteiner fra det samme genet. Med andre ord, virusene kan bruke ett gen til å lage to helt forskjellige "nøkler", som kan passe inn i to vertslåser.
Hva betyr disse resultatene?
Selv om det er for tidlig å forstå den fulle virkningen av denne nylig oppdagede evolusjonsformen, kan det hjelpe oss å forstå overfallsinfeksjoner, som oppstår når en sykdom som begynner i en art kan begynne å vises i en annen. Siden SARS, Ebola og HIV alle startet som overføring av søppel, er det lett å se hvorfor forståelsen av overfallsinfeksjoner er viktig for folkehelsen.
Selvfølgelig viser det også at evolusjon ikke bare skjer på genetisk nivå. Og dette nyoppdagede evolusjonsfenomenet kan gi oss innsikt i hvor noen smittsomme sykdommer kom fra og hvor feltet går.