Evolutie heeft niet alleen de manier gevormd waarop onze planeet er vandaag uitziet, maar blijft de wereld elke dag op kleine schaal veranderen. En hoewel je (meestal) niet kunt zien hoe organismen van dag tot dag evolueren, heeft elk kleinschalig evolutionair evenement het potentieel om ons als soort te beïnvloeden. Een voorbeeld: microben, zoals bacteriën en virussen. Omdat ze zo snel evolueren, bieden microben een glimp van hoe evolutie op een versnelde tijdlijn gebeurt en een voorbeeld van hoe evolutie de menselijke gezondheid kan beïnvloeden, soms met desastreuze effecten.

Terwijl wetenschappers de evolutie van microben hebben bestudeerd eeuwenlang ontdekten onderzoekers onlangs een nieuw evolutiepad dat ons begrip van hoe virussen zich aanpassen aan hun omgeving verdiept. Lees verder voor meer informatie over hoe evolutie onze relatie met microben vormt, en de nieuwe ontdekkingen die een nieuwe laag van complexiteit toevoegen aan virale evolutie.
Een opfriscursus: de rol van mutaties in evolutie

Terwijl de biodiversiteit op aarde spreekt tegenwoordig over de diepgaande effecten van evolutie, evolutie gebeurt op microschaal met willekeurige genetische veranderingen. Een genetische mutatie die het resulterende eiwit verandert op een manier die het reproductieve succes van een organisme ten goede komt, zoals het verhogen van de energie-efficiëntie of het verhogen van de weerstand tegen ziekten, is waarschijnlijker van generatie op generatie. Anderzijds is het minder waarschijnlijk dat genetische mutaties die het resulterende eiwit op een negatieve manier veranderen en het reproductieve succes van een individu verminderen, en mogelijk uit de genenpool worden afgebouwd.

De eenvoudigste manier om zie evolutie in actie vandaag is in antimicrobiële resistentie. Bacteriën en virussen behoren tot de snelst muterende soorten, omdat ze extreem snel repliceren (vooral in vergelijking met mensen). Dit betekent dat ze zowel snel als snel mutaties kunnen verwerven die generaties groei ondergaan die nuttige mutaties versterken en schadelijke mutaties verminderen. Genetische mutaties die antibioticaresistentie bieden, leveren bijvoorbeeld een sterk reproductief voordeel op voor de bacteriën die ze hebben. Daarom is de ontwikkeling van zeer resistente superbacteriën zo'n probleem voor de volksgezondheid.
Dus hoe is dit van toepassing op virussen? >

Virussen gebruiken ook genetische mutaties om te evolueren en het vermogen te behouden om gastheercellen te infecteren. Virussen infecteren hun gastheren door specifieke receptoren op gastheercelmembranen te identificeren - receptoren waarmee ze de cel kunnen binnendringen. Speciale gastheer-identificatie-eiwitten op het virus hechten zich aan de gastheerreceptoren, zoals een slot dat in een sleutel past. Het virus kan dan de cel binnendringen (de gastheer infecteren) en het systeem van de gastheer "kapen" om meer virussen te genereren.

Virussen volgen de standaard "regels" voor evolutie, en genetische mutaties kunnen hun vermogen om een gastheer. Een genetische mutatie die effectievere 'sleutels' creëert, heeft bijvoorbeeld voordelen voor het virus. Aan de andere kant kunnen genetische mutaties in de "sloten" van de gastheren een virus buitensluiten. Zie het als een kat-en-muisspel: het virus is voorstander van mutaties waardoor het hosts kan beïnvloeden en efficiënter kan reproduceren, terwijl de gastheer voorstanders is van mutaties die het beschermen tegen de virale infectie.

Terwijl deze basisprincipes van evolutie zijn niet nieuw, wetenschappers ontdekken nu hoe
flexibele virussen de beste "sleutel" kunnen zijn om nieuwe hosts te infecteren.

Nieuw onderzoek, gepubliceerd in Wetenschap
ontdekte in 2018 dat virussen ook de manier kunnen aanpassen waarop hun genen worden omgezet in eiwitten. In plaats van het algemene paradigma 'één gen, één eiwit' te volgen, ontdekten de onderzoekers dat virussen zich konden aanpassen aan hun omgeving door meerdere verschillende eiwitten van hetzelfde gen te maken. Met andere woorden, de virussen zouden één gen kunnen gebruiken om twee totaal verschillende "sleutels" te maken, die in twee gastheer "sloten passen". Wat betekenen deze resultaten?

Hoewel het te vroeg is om te begrijpen de volledige impact van deze nieuw ontdekte vorm van evolutie, het zou ons kunnen helpen om overloopinfecties te begrijpen, die optreden wanneer een ziekte die begint in de ene soort, in een andere soort kan verschijnen. Aangezien SARS, Ebola en HIV allemaal begonnen als overloopoverdracht, is het gemakkelijk in te zien waarom begrip van overloopinfecties belangrijk is voor de volksgezondheid.

Natuurlijk laat het ook zien dat evolutie niet alleen gebeurt bij een genetische niveau. En dit nieuw ontdekte evolutionaire fenomeen kan ons inzicht geven in waar sommige infectieziekten vandaan kwamen en waar het veld naartoe gaat.