Операция выполнена!
Закрыть

Вирусы - это одновременно и злодеи, и герои жизни, какой мы ее знаем

У вирусов плохая репутация. Они ответственны за пандемию COVID-19 и длинный список болезней, которые мучают человечество с незапамятных времен. Есть ли в них что-то хорошее?

Многие биологи считают, что есть, такие типы вирусов: бактериофаги или вирусы, заражающие бактерии. Когда ДНК этих вирусов попадает в клетку, она может содержать инструкции, позволяющие клетке выполнять новые трюки.

Могучая сила бактериальных вирусов
Бактериофаги, или сокращенно фаги, держат под контролем популяции бактерий как на суше, так и в море. Ежедневно они убивают до 40% бактерий в океанах, помогая контролировать цветение бактерий и перераспределение органических веществ.

Их способность избирательно убивать бактерии также радует врачей. Природные и сконструированные фаги успешно используются для лечения бактериальных инфекций, которые не поддаются антибиотикам. Этот процесс, известный как фаговая терапия, может помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам.

Последние исследования указывают на еще одну важную функцию фагов: они могут быть самыми лучшими генетическими мастерами природы, создающими новые гены, которые клетки могут перестраивать для получения новых функций.

Фаги являются самой распространенной формой жизни на планете: в любой момент в мире насчитывается не один миллион - это единица с 31 нулем после нее. Как и все вирусы, фаги имеют высокую скорость репликации и мутации, то есть при каждом размножении они образуют множество вариантов с различными характеристиками.

Большинство фагов имеют жесткую оболочку, называемую капсидом, которая заполнена их генетическим материалом. Во многих случаях оболочка имеет больше места, чем требуется фагу для хранения ДНК, необходимой для его репликации. Это означает, что у фагов есть место для хранения дополнительного генетического багажа: генов, которые на самом деле не нужны для выживания фага и которые он может изменять по своему усмотрению.

Как бактерии перенастроили вирусный переключатель?
Чтобы понять, как это происходит, давайте более подробно рассмотрим жизненный цикл фага.

Фаги бывают двух основных видов: умеренные и вирулентные. Вирулентные фаги, как и многие другие вирусы, действуют по программе "вторжение-репликация-убийство". Они проникают в клетку, захватывают ее компоненты, создают свои копии и вырываются наружу.

Фаги умеренного типа, с другой стороны, играют в долгую игру. Они соединяют свою ДНК с ДНК клетки и могут лежать в спящем состоянии годами, пока что-то не вызовет их активацию. Тогда они возвращаются к вирулентному поведению: реплицируются и вырываются наружу.

Многие умеренные фаги используют повреждение ДНК в качестве пускового механизма. Это своего рода сигнал "Хьюстон, у нас проблема". Если ДНК клетки повреждается, это означает, что ДНК фага-резидента, скорее всего, будет повреждена следующей, поэтому фаг мудро решает перепрыгнуть на другой корабль. Гены, которые направляют фаг на репликацию и вырываются наружу, выключены, если не обнаружено повреждение ДНК.

Бактерии перенастроили механизмы, контролирующие этот жизненный цикл, чтобы создать сложную генетическую систему, которую ученые изучают уже более двух десятилетий.

Бактериальные клетки также заинтересованы в том, чтобы знать, не повреждается ли их ДНК. Если это так, они активируют набор генов, которые пытаются восстановить ДНК. Эта реакция известна как бактериальная реакция SOS, потому что если она не сработает, клетка погибнет. Бактерии организуют SOS-ответ с помощью белка, похожего на переключатель, который реагирует на повреждения ДНК: Он включается, если есть повреждение, и выключается, если его нет.

Возможно, что бактериальные и фаговые переключатели эволюционно родственны. В связи с этим возникает вопрос: Кто изобрел переключатель, бактерии или вирусы?

Предыдущие исследования и работы других исследователей показывают, что фаги сделали это первыми. В нашем недавнем докладе мы обнаружили, что SOS-реакция бактерий Bacteroidetes, группы бактерий, составляющих до половины бактерий, живущих в вашем кишечнике, находится под контролем фагового переключателя, который был перенастроен для реализации собственных сложных генетических программ бактерий. Это позволяет предположить, что бактериальные SOS-переключатели на самом деле являются фаговыми переключателями, которые были перенастроены много веков назад.

Не только бактериальные переключатели оказываются изобретениями фага. Прекрасная детективная работа показала, что бактериальный ген, необходимый для деления клеток, также возник в результате "одомашнивания" гена токсина фага. А многие системы бактериальной атаки, такие как токсины и генетическое оружие, используемое для их введения в клетки, а также камуфляж, который они используют для уклонения от иммунной системы, известны или подозреваются в фаговом происхождении.

Положительные стороны вирусов.
Хорошо, подумаете вы, фаги - это здорово, но вирусы, которые нас заражают - это, конечно, не круто. Тем не менее, появляется все больше доказательств того, что вирусы, заражающие растения и животных, также являются основным источником генетических инноваций в этих организмах. Например, было показано, что одомашненные вирусные гены играют ключевую роль в эволюции плаценты млекопитающих и в поддержании влажности кожи человека.

Последние данные свидетельствуют о том, что даже ядро клетки, в котором находится ДНК, также могло быть вирусным изобретением. Исследователи также предположили, что предки современных вирусов могли быть пионерами в использовании ДНК в качестве первичной молекулы для жизни. Не такой уж маленький подвиг.

Поэтому, хотя вы привыкли считать вирусы квинтэссенцией злодея, они, возможно, являются мощным двигателем генетических инноваций в природе. Люди существуют сегодня, скорее всего, благодаря им.

ДРУГИЕ СТАТЬИ
08.05.2026
«Мозг отказывался это обрабатывать»: как астронавты Artemis II пережили 54-минутное затмение за Луной Астронавты миссии Artemis II, отправившиеся к Луне в апреле 2026 года, не просто совершили удивительное космическое путешествие. Они стали первыми людьми, увидевшими полное солнечное затмение из космоса. Астронавт Виктор Гловер сказал, что это было похоже на «сценарий из научной фантастики». И это не преувеличение. На Земле полное солнечное затмение случается, когда Луна точно закрывает диск Солнца. На несколько минут наступает темнота, и можно увиде
07.05.2026
Geofence-ордера: как полиция использует Google для слежки за всеми телефонами в районе преступления Google отслеживает подавляющее большинство смартфонов в США, собирая данные о местоположении, использовании и устройстве через установленное ПО и приложения. Это происходит автоматически, независимо от вас, даже когда вы отключаете историю местоположений. Google и другие компании хранят эти данные годами. Вне вашего контроля, куда бы вы ни пошли, ваш телефон постоянно создаёт прочный и показательный цифровой след — и полиция может получить ордер на дос
06.05.2026
Ваше лицо — это ключ, который нельзя перепрограммировать Женщина заходит в продуктовый магазин за яблоками. Но ещё до того, как она достигает овощного отдела, камера безопасности уже отсканировала её лицо. Проверяют ли систему на предмет shoplifters или просто логируют её приход — её лицо попало в цифровой реестр, след, который она не сможет легко стереть. Ритейлеры, банки, аэропорты, стадионы и офисные здания делают то же самое. Но что, если информация о лице этой женщины будет украдена или использована неправомерно? Если киберпреступник украдёт
05.05.2026
Квантовый скачок в генетике: как ИИ и квантовые компьютеры могут наконец расшифровать то, что мы не поняли за 20 лет Десятилетия спустя после того, как исследователи впервые секвенировали геном человека, учёные по всему миру всё ещё пытаются его понять. Несмотря на глобальные усилия по поиску связей между редкими вариациями в последовательностях ДНК и болезнями человека, прогресс идёт медленно — во многом из-за ограниченности научного понимания и отчасти из-за ограничений вычислительных технологий. Искусственный интеллект потенциально м
ПИШИТЕ

Техническая поддержка проекта ВсеТут

info@vsetut.pro