Полезные вирусы
May. 25th, 2011 09:27 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
shvarzВ февральском Nature Reviews Microbiology обнаружилась отличная обзорная статья о ситуациях, в которых вирусы приносят пользу своим хозяевам. Очень хорошо написана и приведены интересные примеры, к которым я еще возможно вернусь, а пока лишь ограничусь общим списком упомянутых там вирусных стратегий.
Стоит заметить, что хотя на сегодняшний день данные ситуации рассматриваются скорее как интересные курьезы, вполне вероятно, что в скором времени ситуация перевернется и непатогенные вирусы будут нормой, а патогенные - исключениями из правил. До сих пор фокус исследований был на последних, потому что они более заметны и наносят большой вред. Но секвинирование образцов из кишечника показывает, что в каждом из нас в любое время можно найти от 10 до 40 вирусов (и это только из известных семейств), а мы при этом ощущаем себя вполне здоровыми.
Вирусы, конечно, удивительны своим разнообразием стратегий существования и, на мой взгляд, благодаря этому вирусологи во многих случаях имеют преимущество перед прочими биологами. Мало в каких еще областях биологии настолько очевидна размытость границ биологических "законов", относительность понятий "индивидуум", "популяция", "адаптация", "генотип", "мутант" и т.п.
- Причисление первой стратегии к этому списку является, строго говоря, жульничеством. Некоторые вирусы навсегда встраиваются в ДНК хозяина и остаются в ней навсегда, передаваясь из поколения в поколение, но уже не распространяясь горизонтально (т.н. эндогенные вирусы). По сути дела они таким образом уже перестают быть вирусами, а становятся частью хозяина, и неудивительно, что они действуют в его пользу. Обычно такие вирусы несут в себе копии дефектных вирусных белков. Если в клетку попадает родственный вирус (настоящий, патогенный), то эти дефектные белки мешают ему размножаться, суют палки в колеса. Среди ретровирусов довольно много таких случаев, а также среди вирусов растений.
- Второй вариант более интересен. После инфекции хозяина, вирус переходит в латентную форму и никак себя не проявляет (или проявляет, но не наносит большого вреда хозяину). При этом вирус несет в себе системы, которые предотвращают инфекцию хозяина другими (обычно схожими) вирусами. Таким образом он может защищать хозяина от более патогенных форм. Многочисленные примеры таких вирусов можно найти среди фагов (вирусов бактерий). Пока клетка-хозяин находится в благоприятных условиях, фаг не трогает ее и "размножается" за счет размножения бактерии (каждая дочерняя клетка наследует и фаг). Когда же условия ухудшаются, то он использует все клеточные ресурсы чтобы создать как можно больше своих копий, и разрушает бактерию.
- Инфекции некоторыми слабопатогенными вирусами могут приносить пользу хозяину, активируя его защитные механизмы. Соответственно, хозяин получает пользу от них лишь в некоторых условиях, когда эта активация действительно необходима. Например, инфекция таким вирусом может активировать иммунную систему и предотвратить инфекцию более патогенным паразитом. Так, например, мыши зараженные мышиным цитомегаловирусом менее подвержены заражению чумой. Отличие этого варианта от варианта номер два заключается в том, что тут вирус не несет в себе никаких активных защитных систем, он лишь активирует защитные системы хозяина, а потому эффект менее специфичен. Активация вирусом стрессовых систем может помогать растениям переживать стрессовые ситуации, вроде засухи или заморозков. В нормальных условиях такие вирусы вредны для хозяина, но в стрессовых оказываются полезны.
- Четвертая стратегия на самом деле не является вирусной стратегией, но является результатом ко-адаптации вируса и хозяина. Такая адаптация ведет к установлению баланса между хозяином и паразитом, смягчающего патогенность паразита. Если хозяин попадает в новую среду, где он вынужден конкурировать с другим видом, который не встречал ранее этого паразита, то паразит оказывается "биологическим оружием" против конкурента. Пример, я думаю, всем известен - массовая смерть индейцев в Америках после прихода европейцев. Оспа, грипп и даже вирусы обыкновенной простуды вызвали высокую смертность в популяциях, которые ранее не встречали эти вирусы. Схожие примеры есть среди фагов, дрожжей, растений и животных.
- Иногда вирусы напрямую несут в себе функции, полезные для хозяина. Они могут кодировать какой-либо белок, полезный хозяину, или регулировать функции хозяина каким-либо образом, добиваясь полезного эффекта. Одним из удивительных примеров является вирус, который позволяет определенном грибку расти при температуре выше 50 градусов Цельсия. Симбиоз этого грибка с определенным видом травы, в свою очередь, позволяет и траве расти при такой высокой температуре, в почве около геотермальных источников в Йеллоустонском Национальном Парке. Механизм устойчивости к температуре, правда, еще не известен, но точно известно, что он зависит от вируса.
- Многие вирусы имеют две стадии - инфекция постоянного хозяина и инфекция хозяина-переносчика. В таких ситуациях вирусу может быть выгодно вредить одному из хозяев с тем, чтобы помочь другому. Например, вирус TbSCV инфицирует и табак и мушку, которая питается листьями табака. Вирус увеличивает плодовитость и срок жизни мушки, что вредит его второму хозяину - табаку. Еще пример: предполагается, что вирус Rift Valley fever нарушает механизмы регуляции кровообращения в хозяине-млекопитающем для того, чтобы комарам было проще находить подкожные кровяные сосуды. Токсины, ответственные за патогенность дифтерии и холеры, кодируются и переносятся фагами, которые превращают безвредные бактерии в патогенные, вызывающие серьезные болезни у людей и других животных. С точки зрения бактерий, это очень даже полезные фаги.
Стоит заметить, что хотя на сегодняшний день данные ситуации рассматриваются скорее как интересные курьезы, вполне вероятно, что в скором времени ситуация перевернется и непатогенные вирусы будут нормой, а патогенные - исключениями из правил. До сих пор фокус исследований был на последних, потому что они более заметны и наносят большой вред. Но секвинирование образцов из кишечника показывает, что в каждом из нас в любое время можно найти от 10 до 40 вирусов (и это только из известных семейств), а мы при этом ощущаем себя вполне здоровыми.
Вирусы, конечно, удивительны своим разнообразием стратегий существования и, на мой взгляд, благодаря этому вирусологи во многих случаях имеют преимущество перед прочими биологами. Мало в каких еще областях биологии настолько очевидна размытость границ биологических "законов", относительность понятий "индивидуум", "популяция", "адаптация", "генотип", "мутант" и т.п.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2011-05-25 02:43 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 03:40 pm (UTC)пример к п.2: БЦЖ?
no subject
Date: 2011-05-25 03:41 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 03:41 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 05:18 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 05:23 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 06:32 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 06:37 pm (UTC)Что изменится, если мы придумаем и введем такое определение? Что делать с теми "организмами", которые окажутся "по ту сторону"? Запретим биологам их изучать и заставим химиков?
no subject
Date: 2011-05-25 06:45 pm (UTC)Если это так, то разумно ожидать, что в нас должна жить масса совершенно безвредных вирусов и бактерий (КРОМЕ полезных бактерий, с которыми мы в обоюдовыгодном симбиозе) которых мы не замечаем и о которых, возможно, пока и не подозреваем. Является ли это доказанным фактом или хотя бы общепринятой точкой зрения?
no subject
Date: 2011-05-25 06:51 pm (UTC)У Иванова-Петрова были посты про организм
http://ivanov-petrov.livejournal.com/1682551.html
про теорию развития
http://ivanov-petrov.livejournal.com/1685084.html
которые мне запомнились, а я вас читаю и вот сейчас взял да спросил специалиста, чисто из любопытства, почему бы и не спросить, если есть возможность.
no subject
Date: 2011-05-25 06:53 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 06:58 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 07:01 pm (UTC)"заимствованые из бытовой практики понятия мешают осознать и теоретически освоить существующее гораздо большее разнообразие форм существования живого" (выделение мое).
Так что я не уверен, что введение новых определений чему-то поможет или имеет какой-то смысл. В биологии усовершеноствование общей теории происходит обычно путем грамотного применения ее к каждому конкретному случаю (то есть ее сужению или даже изменению). В теории можно, конечно, расширять теорию, включая в нее все новые и новые невписывающиеся ранее случаи, но на практике оказывается куда более полезным просто адаптировать
no subject
Date: 2011-05-25 10:04 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-25 10:39 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-26 01:35 am (UTC)no subject
Date: 2011-05-26 09:51 am (UTC)no subject
Date: 2011-05-26 10:59 am (UTC)no subject
Date: 2011-05-26 10:59 am (UTC)Ничего не понимаю.
Date: 2011-05-26 11:12 am (UTC)2. "Пока клетка-хозяин находится в благоприятных условиях, фаг не трогает ее и "размножается" за счет размножения бактерии (каждая дочерняя клетка наследует и фаг). Когда же условия ухудшаются, то он использует все клеточные ресурсы чтобы создать как можно больше своих копий, и разрушает бактерию" - где здесь польза для бактерии?
где примеры для позвоночных?
3. "В нормальных условиях такие вирусы вредны для хозяина, но в стрессовых оказываются полезны." - и каков баланс?
Сколько людей ЦМВ спас от чумы? Сколько загубил?
4. "Если хозяин попадает в новую среду, где он вынужден конкурировать с другим видом, который не встречал ранее этого паразита, то паразит оказывается "биологическим оружием" против конкурента. Пример, я думаю, всем известен - массовая смерть индейцев в Америках после прихода европейцев."
Оба-на обама! Индейцы - это другой вид?
"паразиты" - чаще видоспецифичны. Мои попытки чихать на мышей и тараканов не привели к успеху. Возможность мыши заразить меня хантавирусом также не сильно ей поможет.
5. Пока единичный случай ( в отличие от бактерий).
6. "предполагается, что вирус Rift Valley fever нарушает механизмы регуляции кровообращения в хозяине-млекопитающем для того, чтобы комарам было проще находить подкожные кровяные сосуды."
- а больные птички не кушают комаров. Спекуляции.
Re: Ничего не понимаю.
Date: 2011-05-26 12:01 pm (UTC)3. Баланс, соответственно, зависит от ситуации. Если идет эпидемия чумы, то баланс в пользу ЦМВ, если ее нет - то нет.
4. Да, надо было написать "видом или популяцией". Паразиты - чаще НЕ видоспецифичны. Плохо чихали.
Re: Ничего не понимаю.
Date: 2011-05-26 12:27 pm (UTC)3. А ежели, Петька, Долгосрочным взглядом посмотреть?
4. Если мы не о глистах, а об вирусах - по разному, можно прикинуть, но думаю видоспецифичных, или даже особенно родоспецифичных, больше окажется. Навскидку не припомню, чтобы какой-то вирус давал преимущество одному виду-хозяину, заражая другой.
Надо было на Новорожденных мышей (и тараканов) чихать.
... в принципе я не спорю, но - в пересказе - жиденько, слабенько, спекулятивно.
Re: Ничего не понимаю.
Date: 2011-05-26 01:09 pm (UTC)4. Нет, вирусы как правило не видоспецифичны. Примеров полно, возьмите хоть тот же грипп, который кого только не заражает. А родоспецифичность это как раз идеально для данной ситуации, потому что, как вы правильно заметили, конкуренция обычно случается между родственными видами. В статье приведены примеры фагов, вирусов дрожжей, вирусов растений. Из моей области - вирусы иммунодефицита обезьян довольно безвредны для видов, в которых они существуют в природе, но будучи перенесены в другие виды они вызывают быстрое развитие СПИДа.
Коли жиденько и слабенько, так не читайте, кто ж вас неволит? Прочитайте оригинал. Или дайте ссылку на густенько и сильненько. А еще лучше - сами напишите.
На примере гриппа и вирусов иммунодефицита обезьян
Date: 2011-05-26 01:35 pm (UTC)2. "Помогли тебе, Андрий, твои ляхи?" Негры скоро последних мартышек доедят.
(Хотя, действительно, в неосновном или тупиковом хозяине заболевание может быть сильнее, чем в основном.
Re: На примере гриппа и вирусов иммунодефицита обезьян
Date: 2011-05-26 01:41 pm (UTC)no subject
Date: 2011-05-27 07:11 pm (UTC)статья в закрытом доступе(
Date: 2011-05-31 10:20 am (UTC)