Sisältö
- Virkistäjä: Mutaatioiden rooli evoluutiossa
- Joten miten tämä koskee viruksia?
- Mitä nämä tulokset tarkoittavat?
Evolution ei pelkästään muokannut nykyisen planeettamme ulkonäköä, vaan se muuttaa maailmaa pienessä mittakaavassa joka päivä. Ja vaikka et voi (yleensä) nähdä kuinka organismit kehittyvät päivittäin, kaikilla pienimuotoisilla evoluutiotapahtumilla on mahdollisuus vaikuttaa meihin lajeina. Esimerkki: mikrobit, kuten bakteerit ja virukset. Koska mikrobit kehittyvät niin nopeasti, mikrobien avulla voidaan nähdä miten evoluutio tapahtuu kiihdytetyllä aikajanalla ja ne tarjoavat esimerkin siitä, miten evoluutio voi vaikuttaa ihmisten terveyteen, joskus myös tuhoisilla vaikutuksilla.
Vaikka tutkijat ovat tutkineet mikrobien kehitystä vuosisatojen ajan, tutkijat löysivät äskettäin uuden evoluutiopolun, joka syventää ymmärrystämme siitä, kuinka virukset mukautuvat ympäristöönsä. Lue lisää siitä, kuinka evoluutio muodostaa suhteemme mikrobiin, ja uusista löytöistä, jotka lisäävät uuden monimutkaisuuskerroksen virus evoluutioon.
Virkistäjä: Mutaatioiden rooli evoluutiossa
Vaikka maapallon biologinen monimuotoisuus puhuu evoluution syvällisistä vaikutuksista, evoluutio tapahtuu mikromittakaavassa satunnaisin geenimuutoksin. Geneettinen mutaatio, joka muuttaa tuloksena olevaa proteiinia tavalla, joka hyödyttää organismien lisääntymismenestystä, kuten energiatehokkuuden lisääminen tai taudinkestävyyden lisääminen, siirtyy todennäköisemmin sukupolvelta toiselle. Toisaalta geneettiset mutaatiot, jotka muuttavat tuloksena olevaa proteiinia negatiivisella tavalla ja vähentävät yksilöiden lisääntymismenestystä, siirtyvät todennäköisemmin, ja ne voidaan vaiheittain poistaa geenivarastosta.
Helpoin tapa nähdä evoluutio käytännössä on mikrobilääkeresistenssi. Bakteerit ja virukset ovat nopeimmin muuttuvia lajeja, koska ne replikoituvat erittäin nopeasti (erityisesti verrattuna ihmisiin). Tämä tarkoittaa, että ne molemmat voivat hankkia mutaatioita nopeasti ja nopeasti läpi sukupolvien, jotka monistavat hyödyllisiä mutaatioita ja vähentävät haitallisia. Geneettiset mutaatiot, jotka tarjoavat antibioottiresistenssin, tarjoavat vahvan lisääntymisedun esimerkiksi bakteereille, joilla niitä on, siksi erittäin resistenttien superbugien kehittäminen on tällainen kansanterveyden huolenaihe.
Joten miten tämä koskee viruksia?
Virukset käyttävät myös geneettisiä mutaatioita kehittyäkseen ja ylläpitämään kykyä tartuttaa isäntäsoluja. Virukset tartuttavat isännänsä tunnistamalla spesifiset reseptorit isäntäsolumembraaneissa - reseptorit, jotka sallivat heidän päästä soluun. Erityiset viruksen isäntätunnistusproteiinit kiinnittyvät isäntäreseptoreihin, kuten avaimeen sopiva lukko. Virus voi sitten päästä soluun (tartuttaen isäntään) ja "kaapata" isäntäjärjestelmän generoimaan lisää viruksia.
Virukset noudattavat evoluutiota koskevia "tavanomaisia" sääntöjä, ja geneettiset mutaatiot voivat vaikuttaa niiden kykyyn tartuttaa isäntä. Geneettinen mutaatio, joka luo tehokkaampia "avaimia", hyödyttää esimerkiksi virusta. Toisaalta geneettiset mutaatiot isäntille "lukkiutuvat" voisivat lopulta lukita viruksen. Ajattele sitä kuin kissan ja hiiren peli: Virus suosii mutaatioita, jotka antavat sen vaikuttaa isäntiin ja lisääntyä tehokkaammin, kun taas isäntä suosii mutaatioita, jotka suojaavat sitä virustartunnalta.
Vaikka nämä evoluution perusperiaatteet eivät ole uusia, tutkijat ovat juuri löytämässä Miten joustavat virukset voivat kehittyä parhaaksi "avaimeksi" tartuttaa uusia isäntiä.
Uusi tutkimus, julkaistu tiede Vuonna 2018 havaittiin, että virukset voivat myös sopeutua tapaan, jolla heidän geeninsä muunnetaan proteiineiksi. Sen sijaan, että se seuraisi yleistä "yhden geenin, yhden proteiinin" paradigmaa, tutkijat havaitsivat, että virukset voisivat sopeutua ympäristöönsä luomalla samasta geenistä useita erilaisia proteiineja. Toisin sanoen, virukset voisivat käyttää yhtä geeniä luomaan kaksi täysin erilaista "avainta", jotka kykenevät mahtumaan kahteen isäntä "lukkoon".
Mitä nämä tulokset tarkoittavat?
Vaikka on liian aikaista ymmärtää tämän äskettäin löydetyn evoluutiomuodon täydellisiä vaikutuksia, se voi auttaa meitä ymmärtämään leviämisinfektioita, jotka ilmenevät, kun yhdestä lajista alkava sairaus voi alkaa ilmaantua toisessa. Koska SARS, Ebola ja HIV aloittivat leviämisen leviämisenä, on helppo nähdä, miksi leviämisinfektioiden ymmärtäminen on tärkeää kansanterveydelle.
Tietenkin se osoittaa myös, että evoluutio ei tapahdu vain geneettisellä tasolla. Ja tämä äskettäin löydetty evoluutioilmiö voi antaa meille käsityksen siitä, mistä jotkut tartuntataudit ovat lähtöisin ja mihin kenttä menee.