Nors dažnai virusai yra siejami su ligomis ir pandemijomis, mokslininkai vis labiau atranda, kad jie gali turėti ir teigiamą poveikį. Iš tiesų, virusai atlieka svarbų vaidmenį evoliucijoje, gydyme ir netgi mūsų pačių kūnuose. Panagrinėkime, kaip šie mikroorganizmai gali būti naudingi žmogui.
Bakteriofagas - virusas, užkrečiantis bakterijas
Virusų įtaka evoliucijai
Virusai iš tiesų patvirtina evoliucijos esmę - kad kiekviena gyvybės rūšis, reaguodama į kitus gyvosios ir negyvosios aplinkos pokyčius, nuolat kinta. Kai kurios mūsų evoliucinės savybės kilo iš retrovirusų - tai yra virusai, kurių genai įsiterpia į mūsų DNR ir yra perduodami ateities kartoms.
„Pažvelgus į žmogaus genomą, nemenka jo dalį sudaro inkorporuoti retrovirusai“, - sako Kentukio universiteto medicinos koledže žmogaus respiratorinius virusus tyrinėjanti Rebecca Dutch. Iš viruso perimtos dalys tampa esmine mūsų pačių dalimi. Tad galbūt virusų paplitimas neturėtų mūsų taip neraminti.
Prieš maždaug 160 milijonų metų maži ir pūkuoti visų dabartinių žinduolių protėviai dėjo kiaušinius. Per daugelį kartų simbiotinis retrovirusas jų dauginimąsi pakeitė taip, kad žinduoliams išsivystė gebėjimas palikuonis auginti savo kūnuose - gyvavedystė.
Anksčiau gyvūnai negalėjo atskirti savo kraujotakos sistemos nuo jų viduje augančio organizmo. Bet viruso genas - tikriausiai kartu su kelių skirtingų retrovirusų genais - tapo instrumentu, suteikusiu galimybę vystytis placentai: motinos organui, atskiriančiam jos kūną nuo vaisiaus. Šis genas tikriausiai perimtas iš retroviruso, kuriame koduojamas baltymas, sukeliantis viruso ir ląstelės susijungimą, sako R.Dutch. Užuot sujungęs virusą su ląstele, jis sujungia placentos ląsteles.
Šis pokytis įžiebė revoliuciją, leidusią protožinduoliams atskirti savo kūnus nuo palikuonių kūnų, išlaikant atliekų pašalinimo ir deguonies bei visų vaisiaus poreikių tenkinimo galimybę. Dabar tai tapo mūsų genomo dalimi, supakuota gene, susijusiame su spermatozoido ir kiaušinėlio susiliejimu.
Be to, virusai keitė mus ne tik skolindami mums savo genų, bet ir susargdindami įvairiausiomis ligomis. Taip irgi buvo spartinama natūrali atranka. Silpniausi visuomenės nariai išmirė, o kiti įgavo atsparumą.
Virusai kaip gydymo priemonės
Virusai gali būti panaudojami gydant bakterines infekcijas. Nuo trečiojo iki penktojo praėjusio amžiaus dešimtmečio mokslininkai tyrė, ar bakteriofagai gali būti naudojami gydyti bakterines infekcijas. Juk šie virusai sugeba sunaikinti patogenus žmogaus organizme. Mokslininkai atrado, kad fagų terapija ne tik veiksminga, bet - tai dar svarbiau - neturi šalutinio poveikio. Tačiau atsižvelgiant į šiuolaikines aukštųjų technologijų galimybes ir vis didesnį bakterijų atsparumą antibiotikams, susidomėjimas fagų terapija gali atsinaujinti.
Vienas iš veiksnių, kurie daro fagų terapiją patrauklią, yra jos specifiškumas. Dažnai antibiotikai sunaikina didelį spektrą bakterijų. Dabar jau žinome, kad žarnyne gyvena „gerosios“ bakterijos, tad jų sunaikinimas mums nėra naudingas. O bakteriofagai taikosi tik į siaurą tos pačios bakterijos atmainos štamų spektrą. Be to, jie dauginasi tik toje vietoje, kur yra jų tikslinės bakterijos. Visa tai reiškia, kad jie atakuoja tik tą bakteriją, į kurią yra nusitaikę, ir dauginasi tol, kol sunaikina infekciją.
Pavyzdžiui, maisto ir gėrimų pramonėje mielės-žudikės naudojamos kovojant su nepageidaujamo tipo mielėmis, atsirandančiomis gaminant vyną, alų ar duoną ir gadinančiomis produkto skonį, kvapą bei tekstūrą.
How TB Bacteria Evade Treatment
Viroma ir jos įtaka sveikatai
Viroma yra didžiausia, įvairiausia ir dinamiškiausia mikrobiomos dalis, o dauguma mūsų žarnyne esančių virusų yra bakteriofagai. Kur yra bakterijų, ten netrūksta ir bakteriofagų. Bakteriofagai užkrečia bakterijas, pasisavina jų ląstelių mechanizmą ir jį panaudoja savo genetinei medžiagai gaminti. Dabar yra akivaizdu, kad žarnyno bakterijos daro įtaką mūsų sveikatai ir ligoms, todėl nenuostabu, kad didelę įtaką mums gali turėti ir virusai, kurie užkrečia žarnyno bakterijas.
Žarnyne bakteriofagai daugiausia veikia kaip profagai. Šioje stadijoje jų genetinis kodas yra integruotas į bakterijų genomą, ir jei aktyvuojamas, gali kurti bakteriofagus. Šiame savo gyvavimo etape bakteriofagai nekenkia bakterijoms - juos sieja simbiozė. Kadangi bakterijos gali vienos su kitomis keistis genetine medžiaga, genetinis profagų kodas taip pat gali būti individualių bakterijų perduodamas viena kitai. Jos gali keistis „genais, siejamais su atsparumu antibiotikams, užkrečiamumu arba metabolinėmis trajektorijomis tarp skirtingų bakterijų rūšių“.
Kai profagai gauna impulsą ir yra suaktyvinami - pavyzdžiui, patiriant stresą arba kai šeimininkėms bakterijoms iškyla pavojus - jie gali sukelti didelio masto pokyčius žarnyno mikroorganizmų pasaulyje. Nekenksmingam profagui virtus vadinamuoju virulentiniu fagu, toks pokytis gali nušluoti ištisas bakterijų kolonijas, o atsiradusią laisvą vietą potencialiai gali užpildyti „blogosios“ bakterijos. Tai savo ruožtu gali sukelti disbiozę (disbakteriozę) - mikrobų disbalansą.
Disbiozė siejama su daugeliu ligų ir negalavimų, tokių kaip žarnyno uždegimas, lėtinio nuovargio sindromas, nutukimas, Clostridium difficile (C. diff) infekcija ir kolitas.
Žemiau pateiktoje lentelėje apibendrinami pagrindiniai skirtumai tarp bakterijų ir virusų:
| Savybė | Bakterijos | Virusai |
|---|---|---|
| Struktūra | Ląstelinė | Neląstelinė |
| Dauginimasis | Dalijimasis | Reikalauja gyvos ląstelės |
| Gydymas | Antibiotikai | Antivirusiniai vaistai |
Bakterijos ir virusai: pagrindiniai skirtumai
Išvados
Nors virusai dažnai yra siejami su ligomis, jie taip pat gali būti naudingi žmogui. Jie atlieka svarbų vaidmenį evoliucijoje, gali būti naudojami gydant bakterines infekcijas, o mūsų žarnyno viroma yra svarbi mūsų sveikatai. Toliau tiriant virusus, galime atrasti dar daugiau būdų, kaip panaudoti juos savo naudai.