Podle článku publikovaného v časopise Nature našli biologové důkazy o tom, že viry mají určitou formu kolektivní inteligence a jsou schopny rozpoznat „známky“, které jejich konkurenti a příbuzní zanechávají v buňkách, a vést je při rozhodování.
"Tyto bakteriofágy (viry, které infikují bakterie) obsahují dva programy chování." Jeden způsobí, že buňka vyprodukuje obrovské množství svých kopií, a spustí v ní program sebezničení, a když je druhý zapnutý, integruje se do své DNA a jde do „hlubokého podzemí“s možností oživení v budoucnu, “vysvětluje Nonia Pariente, molekulární biolog redaktor časopisu Nature Microbiology.
Vojáci věčné války
Nemoci a infekce nejsou něčím, čím trpí pouze lidé a další mnohobuněční tvorové - mezi bakteriemi a viry již několik set milionů let probíhá nepřetržitá válka o přežití. Stopy této války lze nalézt všude - každý mililiter mořské vody obsahuje až miliardu „bojujících virů“- bakterií a je nimi nakaženo asi 70% mořských mikroorganismů.
Během miliard let evoluce se viry naučily obcházet pozornost mikrobiálních obranných systémů a tyto systémy vyvinuly jakýsi genetický „antivirus“, systém CRISPR-Cas9, který nachází stopy virové DNA v genomu mikrobů a nutí je spáchat sebevraždu za účelem ochrany sousedních bakterií. Viry reagovaly na tyto „evoluční obrany“vytvořením anti-antiviru, který potlačuje CRISPR-Cas9, a závod v biologickém zbrojení pokračoval.
Rotem Sorek z Weizmannova vědeckého ústavu v izraelském Rehovot a jeho kolegové našli další velmi zajímavý příklad „zbraně“vynalezené viry studiem fungování bakteriofága phi3T infikujícího běžné bacily (Bacillus subtilis).
Vědci se zpočátku snažili pochopit úplně jinou věc - jak se mikroby navzájem informují o přítomnosti viru a připravují se na jeho útok. Vědci věřili, že infikované bakterie uvolňují do prostředí speciální signální molekuly, které signalizují jiným mikrobům v jejich kolonii nebezpečí.
Propagační video:
Aby to otestovali, Sorek a jeho kolegové zvedli kolonii bacilů, infikovali je phi3T a poté přefiltrovali kapalinu, kterou mikroby uvolnily během infekce kolonie. Biologové přidali část tohoto řešení do nové kolonie bakterií, což naznačuje, že signální molekuly, které jejich mrtví přátelé uvolnili do živného média, je připraví na nový útok virů a ochrání je před infekcí. Realita se ukázala být úplně jiná.
Tajné signály
Ukázalo se, že arbitráže krátkých proteinových molekul, které biologové izolovali z tohoto řešení, byly ve skutečnosti určeny pro vzájemnou komunikaci virů, nikoli bakterií, a jejich „autory“nebyli mikroby, ale jejich nezvaní hosté.
Tyto molekuly, jak ukazují experimenty izraelských genetiků, způsobují, že virus „přechází“z jednoho reprodukčního programu do druhého. Za přítomnosti arbitria viry „přecházejí do podzemí“, místo aby se v nich rozmnožovaly a ničily buňky, vkládají se do DNA bakterií.
K přepnutí programu dochází, protože arbitrium blokuje práci virového proteinu AimR, který je zodpovědný za zahájení postupu pro množení virové DNA a rozpouštění stěn bakterií.
Proč to viry potřebují? Tento signalizační systém, vysvětlují vědci, funguje jako druh kolektivní inteligence virů, která jim umožňuje pružně koordinovat jejich chování. Když je málo virů, je pro ně výhodnější se aktivně množit, infikovat nové bakterie a zabíjet je, ale postupem času je jich příliš mnoho a bakterie začnou kolektivně reagovat na infekci, nebo počet bacilů klesne na extrémně nízké hodnoty.
V tomto okamžiku viry přepnou na alternativní infekční program pomocí signálů jako arbitrium a „schovávají se v davu“a čekají na novou příležitost k infekci. Sorek říká, že jeho tým našel u dalších bakteriofágových virů více než sto dalších molekul podobných arbitriu a AimR, což naznačuje, že mnoho nebo dokonce všechny viry jsou schopné „komunikovat“svým vlastním druhem.
Je možné, že podobné systémy existují u virů infikujících člověka a jejich přítomnost by mohla vysvětlit, jak se HIV a řada dalších retrovirů skrývají v buňkách a snaží se je vyloučit z těla. Pokud se vědcům podaří najít molekulu, která donutí HIV, aby se v buňce navždy „zakopal“a neopustil ji, bude problém boje s ní vyřešen.