Wetenschappers weten dat virussen besmettelijk zijn en zich snel kunnen verspreiden, maar hoe gaan ze met elkaar om?

Om inzicht te krijgen in hoe virussen zich verspreiden, en uiteindelijk evolueren, Samuel Diaz-Muñoz, assistent-professor microbiologie en moleculaire genetica aan het College of Biological Sciences aan de Universiteit van Californië, Davis, verkent de drukte van het sociale leven van virussen in een nieuw artikel gepubliceerd in Celgastheer en microbe .

Virussen zijn afhankelijk van gastheren om te overleven en zich voort te planten, alle vormen van leven infecteren, van planten en dieren tot bacteriën en andere eencellige micro-organismen. Komt voor in bijna alle ecosystemen, Er wordt aangenomen dat er miljoenen verschillende soorten virussen bestaan.

De concurrentie is hevig binnen hun kleine werelden. Omdat meerdere virussen vaak dezelfde host besmetten, ze hebben strategieën ontwikkeld om met elkaar om te gaan, van exploitatie naar samenwerking. Sommige virussen "bedriegen" zelfs door mee te liften op de reproductie van andere virussen.

Díaz-Muñoz roept wetenschappers op om met een frisse blik naar virussen te kijken, zodat ze nieuwe perspectieven kunnen ontwikkelen voor de behandeling van virale ziekten.

"We hebben steeds meer gezien hoe dingen waarvan we niet dachten dat ze sociaal waren, sociaal zijn en er zijn veel fundamentele biologische processen die sociaal zijn, " hij zei.

Een virale kijk op socialiteit

Hoewel er veel bekend is over virus-host-uitwisselingen, het conceptuele kader voor hoe virussen met elkaar omgaan is veel minder duidelijk. Focussen op virus-naar-virus-interacties kan licht werpen op veel onverklaard gedrag, zoals hoe virussen evolueren.

"Ik ben geïnteresseerd in hoe interacties tussen individuen de voortplanting beïnvloeden, " zei Díaz-Muñoz. "En reproductie, natuurlijk, is de sleutel tot evolutie."

Het onderzoek van Díaz-Muñoz brengt virus-virusinteracties in de schijnwerpers via sociale evolutietheorie, die de effecten van sociaal gedrag op het succes van een organisme in zijn omgeving benadrukt.

In bepaalde gevallen, virussen kunnen evolueren om hun infectiesnelheid op cellulair niveau te vertragen, waardoor gastheren langer kunnen leven en het virus naar hun gemeenschap kunnen overbrengen. In werkelijkheid, het virus stelt zijn eigen directe verspreiding in een gastheer uit voor de grotere, collectief doel om zijn toekomstige generaties over vele gastheren te verspreiden.

Virussen hebben niet de denkkracht en bijbehorende tekenen van gedragscognitie die worden gezien in complexere organismen, maar gedragskenmerken met een genetische basis kunnen nog steeds evolueren door natuurlijke selectie.

"Ook al gebruiken we woorden als 'conflict' en 'samenwerking' die in de volksmond bepaalde dingen betekenen, deze zijn eigenlijk gebaseerd op wiskundige theorie en vereisen geen complexe cognitieve processen, " zei hij. "Je hebt geen complexe kennis nodig om sociale evolutie te hebben."

Sociale evolutionaire concepten gebruiken om virulentie te bestrijden

Díaz-Muñoz bestudeerde vroeger het sociale gedrag van kleine apen, tamarins genaamd, observeren hoe interacties tussen verwante individuen hun voortplanting beïnvloedden.

Tegelijkertijd, andere onderzoekers waren begonnen met het toepassen van sociale evolutietheorie op microben, zoals bacteriën en andere eencellige micro-organismen. Díaz-Muñoz nam nota. Hoe meer hij onderzocht, hoe geïntrigeerder hij werd.

Vandaag, Díaz-Muñoz hoopt dat een sociale kijk op virussen wetenschappers kan helpen bij het ontwerpen van betere therapieën.

Griepvaccins, bijvoorbeeld, bevatten een verzwakt, of verzwakt, variant van een virus. Ze lokken nog steeds een immuunrespons uit, maar ze zijn niet sterk genoeg om de gastheren ziek te maken.

Succesvolle zogenaamde "cheating"-virussen gedragen zich op dezelfde manier als deze verzwakte virussen. Ze vergroten hun eigen kans op evolutionair succes door gebruik te maken van de reproductie van andere virussen om te helpen bij hun eigen reproductie. Bij sommige gemengde infecties, de cheat-virussen concurreren met andere virussen, maar de algehele fitheid van de gehele virale populatie verminderen.

Weten hoe cheat-virussen de fitheid van een virale populatie beïnvloeden, zou kunnen leiden tot nieuwe strategieën die cheat-virussen gebruiken om virale uitbraken te beperken.

"Het blijkt dat veel van deze valsspelende virussen behoorlijk krachtige stimulatoren zijn van de immuunrespons, meer dan het eigenlijke intacte virus, " zei Díaz-Muñoz. "We kennen de omstandigheden waaronder deze cheaters worden gegenereerd, dus we kunnen die kennis gebruiken om andere verzwakte virussen te genereren die misschien beter werken als vaccins."