Вирусы как социальные существа: новый взгляд на их взаимодействие
Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе предлагают рассматривать вирусы через призму социальной эволюции. Сэмюэль Диас-Муньос, доцент кафедры микробиологии, в статье для Cell Host & Microbe утверждает, что изучение взаимодействий между вирусами может открыть новые пути для борьбы с вирусными заболеваниями.
Конкуренция и кооперация в мире вирусов
Вирусы, которых насчитываются миллионы видов, полностью зависят от хозяина для размножения. Поскольку в одной клетке часто сосуществуют несколько вирусов, между ними возникает сложная социальная динамика — от конкуренции и эксплуатации до кооперации. Некоторые вирусы даже «жульничают», используя для собственной репликации ресурсы, созданные другими вирусами.
«Мы видим всё больше примеров социальности в том, что раньше таковым не считалось. Многие фундаментальные биологические процессы носят социальный характер», — отмечает Диас-Муньос.
Социальная эволюция без сложного интеллекта
Исследователь применяет теорию социальной эволюции к вирусам. Эта теория анализирует, как социальное поведение влияет на успех организма в окружающей среде. Хотя вирусы лишены сложных когнитивных процессов, естественный отбор может формировать у них поведенческие черты, имеющие генетическую основу.
Например, некоторые вирусы эволюционируют, чтобы замедлить скорость заражения на клеточном уровне. Это позволяет хозяину жить дольше и передавать вирус другим особям в популяции. Таким образом, вирус жертвует быстрым размножением в одном хозяине ради коллективной цели — распространения своего генетического материала на множество новых носителей.
«Даже используя такие слова, как «конфликт» и «кооперация», мы опираемся на математическую теорию. Для социальной эволюции не требуется сложного познания», — поясняет ученый.
Новые стратегии для вакцин и терапии
Изучение социальной жизни вирусов открывает практические перспективы. Диас-Муньос указывает на сходство между «жульничающими» вирусами и аттенуированными (ослабленными) штаммами, используемыми в вакцинах, например, против гриппа.
«Жульничающие» вирусы повышают свой эволюционный успех, используя для размножения ресурсы других вирусов. В смешанных инфекциях они могут вытеснять «честных» конкурентов, но при этом снижают общую приспособленность всей вирусной популяции. Примечательно, что такие «жульничающие» варианты часто вызывают более мощный иммунный ответ, чем интактный вирус.
«Мы знаем условия, при которых возникают эти «жульники». Это знание можно использовать для создания новых, более эффективных аттенуированных вирусов для вакцин», — заключает Диас-Муньос.
Такой подход может привести к разработке стратегий, в которых «жульничающие» вирусы будут целенаправленно использоваться для сдерживания вирусных вспышек.