Вирусы «подслушивают» разговоры друг друга, но иногда получают ложную информацию

Фото из открытых источников

Все живые организмы полагаются на информацию из окружающей среды при принятии решений, и теперь выясняется, что даже вирусы могут учиться у других вирусов. Однако исследования этого процесса показали, что советы от другого вида иногда могут сбить их с пути. Исследование опубликовано в журнале Cell.

Когда вирус проникает в клетку, он не всегда сразу превращает её в фабрику по производству вирусов, убивая её в процессе — иногда вместо этого захватчик находится в спящем состоянии. Понимание того, когда и почему вирусы принимают это решение, может рассказать нам кое-что об эволюции, а также может помочь нам бороться с ними или использовать их силу по мере необходимости.

Фаги — это вирусы, которые заражают бактерии, а не животных или растения. Их предложили в качестве решения проблемы устойчивости к антибиотикам, поскольку, хотя бактерии могут эволюционировать, чтобы бороться с ними, фаги также могут адаптироваться в ответ и поддерживать свою эффективность. Тем не менее, использование фагов в медицинских целях всё ещё находится на начальной стадии, поэтому Ребекка Вудхэмс из Эксетерского университета в Великобритании стремится лучше их понять. 

«Решение об уничтожении (так называемый лизис) или переходе в спящее состояние (так называемая лизогения) зависит от конкретной ситуации», — говорит Вудхэмс. «Когда доступно много бактерий, фаг должен выбрать лизис и попытаться заразить этих потенциальных хозяев. Когда многие хозяева уже уничтожены, и осталось мало, безопаснее оставаться в тени и ждать лучших времен (лизогения)». Это эквивалент спячки при нехватке пищи, но без сигналов, которые планета подает животным, сообщая им о приближении зимы.

Десять лет назад было показано, что частицы фагов посылают химические сигналы в виде пептидов, которые дают другим частицам информацию о состоянии запасов пищи. Когда концентрация пептидов низкая, уничтожено меньше бактерий, поэтому, вероятно, безопасно питаться той, в которую вы попали. Высокая концентрация пептидов сигнализирует о массовом истреблении хозяев, указывая на то, что, возможно, лучше подождать, пока популяция восстановится. Когда бактерии делают нечто подобное, это называется кворумным зондированием.

Такой подход имеет очевидные преимущества для любого вида фагов, который его использует, и теперь Вудхэм и ее коллеги — одна из двух групп, которые независимо друг от друга обнаружили, что фаги также могут обращать внимание на пептиды, продуцируемые другими видами фагов, — но вот здесь все становится сложнее.

«Когда фаг обнаруживает сигналы от другого вида, он с большей вероятностью останется в спящем состоянии, вместо того чтобы убить клетку и выпустить больше вирусов, даже если сообщение не предназначалось для него и не отражает его собственную ситуацию», — говорит Робин Мэнли из Эксетера.

Интересно, что команда обнаружила, что хотя некоторые виды фагов могут обнаруживать пептиды друг друга, для других коммуникация является однонаправленной: вирус А может понимать вирус В, но вирус В не улавливает сигналы А. «Это может быть выгодно вирусу, отправившему сигнал, поскольку предотвращает гибель клеток от другого вируса, но это может иметь свою цену для вируса, который реагирует. Другими словами, вирусная коммуникация — это не просто сотрудничество. Иногда это манипуляция», — объясняет Мэнли.

Некоторые фаги, известные как суперинфекторы, распространяются легче, чем другие. Способность вызывать лизогению у своего более вирулентного конкурента — один из способов, с помощью которого менее вирулентный фаг может дать отпор.

Таким образом, оказывается, что любой, кто считает дезинформационные кампании изобретением современного человека, на самом деле не понимает эволюции. С другой стороны, авторы отмечают, что если дезинформация слишком эффективна, она будет способствовать появлению мутантного штамма фага, который не может улавливать сигналы других.

Вудхэм, Мэнли и их соавторы изучали фаги, инфицирующие Bacillus subtilis и Bacillus thuringiensis — бактерии, важные для расщепления пищи в кишечнике жвачных животных и для борьбы с вредителями, соответственно. Однако они ожидают, что полученные здесь уроки будут применимы и к фагам, инфицирующим болезнетворные бактерии у человека.