Evolutie heeft niet alleen de manier gevormd waarop onze planeet er vandaag uitziet, het blijft elke dag op kleine schaal de wereld veranderen. En hoewel je niet (meestal) kunt zien hoe organismen zich dagelijks ontwikkelen, heeft elke kleinschalige evolutionaire gebeurtenis het potentieel om ons als soort te beïnvloeden. Voorbeeld: microben, zoals bacteriën en virussen. Omdat ze zo snel evolueren, bieden microben een glimp van hoe de evolutie plaatsvindt op een versnelde tijdlijn en geven ze een voorbeeld van hoe evolutie de menselijke gezondheid kan beïnvloeden, soms met desastreuze gevolgen.

Terwijl wetenschappers de evolutie van microben hebben bestudeerd eeuwenlang hebben onderzoekers recent een nieuw pad van evolutie ontdekt dat ons begrip van hoe virussen zich aanpassen aan hun omgeving, verdiept. Lees verder om meer te leren over hoe evolutie onze relatie met microben vormt en de nieuwe ontdekkingen die een nieuwe laag van complexiteit toevoegen aan virale evolutie.
Een opfrissing: de rol van mutaties in evolutie

Terwijl de biodiversiteit op aarde spreekt vandaag tot de diepgaande gevolgen van evolutie, evolutie gebeurt op een microschaal met willekeurige genetische veranderingen. Een genetische mutatie die het resulterende eiwit verandert op een manier die het voortplantingssucces van een organisme ten goede komt, zoals het verhogen van de energie-efficiëntie of het stimuleren van de weerstand tegen ziekten, zal waarschijnlijk van generatie op generatie worden doorgegeven. Aan de andere kant worden genetische mutaties die het resulterende eiwit op een negatieve manier veranderen en het reproductieve succes van een individu verminderen, minder vaak doorgegeven en kunnen ze uit de genenpool worden verwijderd.
Sciencing Video Vault
Create de (bijna) perfecte bracket: hier is hoe
Maak de (bijna) perfecte bracket: hier is hoe

De eenvoudigste manier om evolutie vandaag in actie te zien, is antimicrobiële resistentie. Bacteriën en virussen behoren tot de snelst-muterende soorten, omdat ze zich extreem snel repliceren (vooral in vergelijking met mensen). Dit betekent dat ze beide snel en snel mutaties kunnen verkrijgen die generaties van groei ondergaan die gunstige mutaties versterken en schadelijke mutaties verminderen. Genetische mutaties die antibioticaresistentie bieden, bieden een sterk reproductief voordeel voor de bacteriën die ze bijvoorbeeld hebben, wat de reden is waarom de ontwikkeling van zeer resistente superbugs zo'n zorg voor de volksgezondheid is.
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 de membranen van gastheercellen te identificeren - receptoren die hen in staat stellen de cel binnen te gaan. Speciale gastheeridentificatie-eiwitten op het virus hechten zich vast aan de gastheerreceptoren, zoals een slot dat in een sleutel past. Het virus kan vervolgens de cel binnengaan (de host 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 ​​infectie te infecteren beïnvloeden. gastheer. Een genetische mutatie die effectievere "sleutels" creëert, komt bijvoorbeeld ten goede aan het virus. Aan de andere kant kunnen genetische mutaties van de 'sloten' van de hosts ertoe leiden dat een virus wordt geblokkeerd. Zie het als een kat- en muisspel: het virus begunstigt mutaties die het mogelijk maken om gastheren te beïnvloeden en efficiënter te reproduceren, terwijl de gastheer mutaties bevordert die hem beschermen tegen de virale infectie.

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

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

Hoewel het te vroeg is om te begrijpen de volledige impact van deze nieuw ontdekte vorm van evolutie, zou ons kunnen helpen om spillover-infecties 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 overlooptransmissie, is het gemakkelijk te begrijpen waarom het begrijpen van spillover-infecties belangrijk is voor de volksgezondheid.

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