V časopise Biophysical Journal vyšla práce popisující boj virů s bakteriemi. V zásadě jde o pokus vysvětlit, jak funguje kolektivní rozhodování něčeho, o čem se mnozí přou, zda je „to“ vůbec živé. 

Zvětšit obrázek

Našinec se v davu projevuje agresivitou.

Komunitu virologů už nějakou dobu mate rozdílný osud bakterie, je-li napadena jedním nebo dvěma viry. Podle Joshua Weitze  (School of Biology at the Georgia Institute of Technology) vše záleží na spolupráci virů, které se dokáží společně dohodnout na svém dalším postupu. Jde o spolupráci virových genomů s virovými proteiny, které viry svou hostitelku přinutily tvořit.

Zatím jsme se nedokázali shodnout na tom, proč někdy dojde po napadení virem k rozpadu buňky (lýze) a proč se jindy uchýlí do stavu klidu. Existovaly dvě teorie. Někteří odborníci razili představu o tom, že to závisí na vnějších, blíže nespecifikovaných podmínkách, jiní se zase klonili k názoru, že jde o dílo náhody. Nové poznatky spíše svědčí o tom, že tu jsme svědky vyvíjejícího se rysu života virů. Nasvědčuje tomu analýza rozhodovacího procesu, kterým virus zvolí další osud svého hostitele. V zásadě volí jen dvě možnosti – buďto buňku zamorduje (lytická fáze) anebo si dá "šlofíka" a nechá ho živořit (lyzogenní fáze).

Zvětšit obrázek

Primitivní viry se v tlačenici zklidní.

V případě první volby virus zužitkuje veškeré zdroje své hostitelky, k níž se nakvartýroval, a tím ji zahubí. Do okolí se pak uvolní nové viry schopné infikovat další a další buňky. Při volbě lyzogenní cesty virus svůj genom opatrně vsune do toho bakteriálního, ale zaonačí to tak, že buňka přežívá a jak se množí, přenáší virus na své dceřiné buňky. Při této volbě virus potlačí svoje geny s agresivními choutkami a „spí“, dokud se kondice hostitele nezmění.

Rozhodování  mezi těmito dvěma cestami není náhodné. Pokusy na lambda fágu, zřejmě nejvíce studovaném bakteriálním viru, ukázaly, že chování závisí na tom, kolik nájemníků buňka nedobrovolně získá. Napadení jednotlivým fágem vede k buněčné smrti a k následnému uvolnění virů. Když buňku napadnou dva nebo více virů, vede to ke stádiu latence. Weitz se rozhodl zjistit, proč se dva viry, které mají stejnou genetickou výbavu, chovají jinak, než když jsou samostatně.

Zvětšit obrázek

V posudku by mohl mít uvedeno: „Má smysl pro kolektiv“.

Weitzův tým modeloval dynamiku genové regulace mezi dvěma možnými rozhodnutími – mezi lýzou a latencí. Zaměřil se na dynamiku tři klíčových genů: cro, cI a cII.  Dělal to tak, že sledoval jejich proteinové produkty. Ukázalo se, že právě tyto genové produkty rozhodují, a to v důsledku změn, jež jejich množství v buňce navodí.  Je-li virus v buňce sám, dominuje gen cro. Ten zajistí volbu bezprostředního nekompromisního útoku na svého dobrodince. Pokud se ale v buňce ocitne více vrahounů najednou, zpětná vazba spojená s nadřazeností cl genu přepne vypínač do polohy klid. Jakoby si viry vzájemně řekly „klídek hoši, dáme pauzu a probereme, co dál“.

Gen cll v tom hraje roli jakési vstupní brány do systému. Větší počet virů znamená větší množství proteinů. A protože jde o regulační proteiny, při dosažení jejich kritické koncentrace je výsledkem lysogenní fáze. Autoři to přirovnávají k jakémusi soutěžení, které nakonec rozhodne mezi dvěma možnými cestami vývoje virové infekce.

Ústřední myšlenkou Weitzova modelu je představa, že množství virového proteinu, produkovaného mnoha virovými genomy, dramaticky změní vztahy a poměry v celé síti genové výbavy. Mnohé z toho ještě zůstává nezodpovězeno, ale už teď se vnucuje otázka, jestli by nešlo rozhodování virů nějak cíleně oblafnout.ˇ

Pramen: Georgia Institute of Technology