COVID-19 în MOLDOVA  Mai multe detalii

Virusurile au raţiune? Ce vor să obţină? Iată ce cunoaşte despre aceasta ştiinţa

 Virusurile au raţiune? Ce vor să obţină? Iată ce cunoaşte despre aceasta ştiinţa

De două luni durează pandemia de noul coronavirus. Fiecare se şi crede expert în tema dată. Dar ştiaţi, că virusul nu poate fi ucis? El nu trăieşte, de aceea poate fi doar deteriorat, distrus. Virusul nu neste o fiinţă, mai degrabă – o substanţă. Asta în timp ce virusurile pot comunica, pot coopera şi masca. Prietenii noştri de la proiectul Reminder au adunat următoarele date ştiinţifice uimitoare.

Viaţa socială a virusurilor

Savanţii au făcut această descoperirea acum trei ani. Ocazional, cum se întîmplă adesea. Studiul avea scopul să verifice dacă bacteriile bacilului de fîn se anunţă reciproc despre un atac al bacteriofagilor – o clasă specifică de virusuri, care atacă selectiv bacteriile. După ce în eprubetele cu bacilii de fîn au fost adăugaţi bacteriofagi, cercetătorii au fixat semnale emise într-o limbă moleculară necunoscută. Însă „negociau” nu bacteriile, ci virusurile.


S-a dovedit, că după pătrunderea în bacterii, virusurile le impuneau să sintetizeze şi să trimită în celulele vecine peptide speciale. Aceste molecule scurte de albumină semnalizau celorlalte virusuri despre o nouă acaparare. După ce numărul peptidelor semnalizatoare (şi deci, a celulelor acaparate) atingea nivelul critic, toate virusurile, ca la comandă, încetau segmentarea activă şi se piteau. Dacă nu ar fi fost această manevră, bacteriile s-ar fi putut împotrivi colectiv sau muri în totalitate, lipsindu-i pe viruşi de posibilitatea să mai paraziteze pe ele. Virusurile, evident, au decis să slăbească vigilenţa victimelor lor şi să le ofere timp pentru restabilire. Peptida, care i-a ajutat să o facă, a fost numită „arbitrium”.

Următoarele cercetări au arătat, că virusurile pot lua şi decizii mai complicate. Ele se pot jertfi în timpul unui atac asupra imunităţii celulei, pentru a asigura reuşita celui de-al doilea sau al treilea val de atac. Ele se pot mişca coordonat de la celulă la celulă în bule de transport (vezicule), pot face schimb de material genetic, se pot ajuta reciproc pentru a se masca de imunitate, pot coopera cu alte tulpini pentru a se folosi de avantajele evoluţioniste ale acestora.

Foarte probabil că aceste exemple uimitoare reprezintă doar partea vizibilă a aisbergului, consideră Laniyng Zeng, un biofizic de la Universitatea Texas. Studierea vieţii sociale ascunse a virusurilor este sarcina unei noi ştiinţe – sociovirusologia. Nu este vorba despre faptul că viruşii au raţiune, spune unul dintre fondatorii ei, microbilologul Sam Diaz-Munoz. Dar relaţiile sociale, limba de comunicare, deciziile colective, coordonarea acţiunilor, ajutorul reciproc şi planificarea fac parte din semnalmentele unei vieţi raţionale.

Să aibă virusurile raţiune?

Poate oare avea raţiune sau conştiinţă ceea ce nu este un organism viu? Există un model matematic, care admite o asemenea posibilitate. Este vorba despre teoria informaţiei integrate, elaborată de neurobiologul italian Giulio Tononi. El consideră că raţiunea este raportul dintre cantitatea şi calitatea informaţiei, determinat de o unitate de măsură specială — φ (fi). Ideea constă în faptul că între materia total inconştientă (0 φ) şi creierul uman conştient (maximum φ) există un şir de stări tranzitorii. Orice obiect capabil să recepţioneze, proceseze şi genereze informaţia, posedă nivelul minim φ. Inclusiv de la astfel de obiecte fără viaţă, precum termometrul sau diodele luminiscente. Din moment ce acestea pot transforma temperatura şi lumina în date, pentru ele caracterul informativ este o trăsătură la fel de fundamentală, ca masa şi sarcina pentru particula elementară. În acest sens, virusul este net superior multor obiecte lipsite de viaţă, deoarece el însuşi este purtător de informaţie (genetică).

Raţiunea - un nivel mai superior de procesare a informaţiei. Tononi o numeşte integrare. Informaţia integrată este ceva ce depăşeşte calitativ simpla sumă de date acumulate: nu un set de caracteristici aparte ale obiectului, de genul culoare galbenă, formă rotundă, căldură, ci imaginea unei veioze aprinse, alcătuită din aceste caracteristici.

Se crede că doar organismele biologice se pot integra în acest fel. Pentru a verifica dacă obiectele lipsite de viaţă se pot adapta şi pot acumula experienţă, Tononi şi grupul lui de neurobiologi a elaborat un model computerizat, ce aminteşte jocul de arcadă pentru o consolă retro. Rolul de cobai l-au avut 300 de „animaţi” – iuniţi de 12 byţi, cu intelect artificial de bază, simularea simţurilor şi a aparatului locomotor. Fiecare a primit instrucţiuni generate de activitatea părţilor corpului, şi a fost trimis în labirintul virtual. De fiecare dată cercetătorii selectau şi copiau animaţii care demonstrau cea mai bună coordonare. Următoarea generaţie a moştenit de la „părinţi” acelaşi cod. Dimensiunea lui nu se schimba, însă îi erau incluse „mutaţii” numerice arbitrare, care puteau să-l întărească, slăbească sau să completeze legătura dintre „creier” şi extremităţi. În urma acestei selecţii fireşti, la peste 60 mii de generaţii eficienţa trecerii animaţilor prin labirint a sporit de la 6 la 95%.

Animaţii au un singur avantaj faţă de viruşi: ei se pot deplasa de sine stătător. Virusurile trebuie să se deplaseze de la un purtător la altul în locurile pentru pasageri din salivă şi alte eliminări fiziologice. Dar ei au mai multe şanse să-şi sporească nivelul φ. Măcar datorită faptului, că generaţiile de virusuri se schimbă mai rapid. Ajuns în celula vie, virusul o impune să se divizeze în cca 10 mii de copii genetice pe oră. Drept că mai este o condiţie: pentru ca informaţia să fie integrată la nivel de raţiune, e nevoie de un sistem complex.

Poate virusul să fie numit un sistem complex? Să luăm ca exemplu noul coronavirus SARS-CoV-2 - cel vinovat de actuala pandemie. Ca formă, el aminteşte o mină marină cu coarne. În exterior are o membrană sferică formată din lipide. Acestea sînt grăsimi şi substanţe asemănătoare grăsimilor, care trebuie să o apere de deteriorări mecanice, fizice şi chimice; anume pe acestea le distruge săpunul sau dezinfectantul. Pe membrană se află ştifturile care i-au şi dat denumirea de coroană, formate din S-albumine, cu ajutorul cărora virusul pătrunde în celulă. Sub membrană – molecula ARN: un lanţ scurt cu 29 903 nucleotide. (Pentru comparaţie: ADN-ul nostru conţine peste trei miliarde). O construcţie destul de simplă. Virusul nici nu are nevoie să fie complicat. Principalul e să devină componenta-cheie a unui sistem complicat.

Bloggerul Philip Bouchard compară virusurile cu piraţii somaliezi, care de pe o luntre minusculă acaparează un petrolier enorm. În esenţă, virusul seamănă mai mult cu un program computerizat, prins de arhivator. Virusul nu are nevoie de întregul algoritm de administrare a celulei acaparate. E suficient un cod scurt, care să oblige sistemul operaţional al celulei să funcţioneze în folosul lui. Pentru aceasta codul lui a fost optimizat ideal în procesul evoluţiei. Putem presupune că în interiorul celulei virusul „învie” în măsura în care i-o permit resursele sistemului. Într-un sistem simplu el se poate diviza şi controla procesele metabolice. În unul complex (cum ar fi organismul nostru) poate atrage opţiuni suplimentare, spre exemplu – să atingă acel nivel de procesare a informaţiei, care în modelul lui Tononi se apropie de viaţa raţională.

Ce vor virusurile?

Dar de ce le trebuie virusuilor să se autojertfească, să se ajute reciproc, să perfecţioneze procesul comunicării? Care este scopul lor, din moment ce ele nu-s fiinţe vii?

Straniu, dar răspunsul ne priveşte nemijlocit. În esenţă, virusul este o genă. Sarcina primordială a oricărei gene este să se auto-copieze pentru a se răspîndi la maxim în spaţiu şi în timp. În acest sens, virusul nu se prea deosebeşte de genele noastre, şi ele preocupate îninte de toate de păstrarea şi tirajarea informaţiei pe care o conţin. De fapt, asemănarea este şi mai mare. Noi înşine suntem într-un fel viruşi. În volum de cca 8%. Genomul nostru conţine gene de virusuri în acest volum. De unde au apărut ele acolo?

Există virusuri pentru care pătrunderea în ADN-ul celulei-purtător este o parte necesară a „ciclului vital”. Este vorba despre retroviruşi, din care face parte, spre exemplu, HIV. Retrovirusul are cifrată informaţia genetică în molecula ARN. În interiorul celulei virusul declanşează procesul de creare a copiilor ADN ale acestei molecule, după care o implementează în genomul nostru, pe care îl transformă într-un conveier de asamblare a propriilor ARN în baza acestui şablon. Dar s-ar putea ca celula să suprime sinteza ARN-urilor viruşilor. Şi virusul intrat în ADN-ul ei pierde capacitatea de a se diviza. În acest caz genomul virusului poate deveni un balast genetic, transmis noilor celule. Cele mai vechi retrovirusuri, ale căror rămăşiţe au rămas în genomul nostru, au între 10 şi 50 mln. de ani. Pe parcursul evoluţiei, noi am acumulat 98 mii de elemente de retrovirusuri, contractate altădată de strămoşii noştri. Acum ele formează 30-50 familii divizate în cca 200 grupuri şi subgrupuri. Geneticienii au calculat, că ultimul retrovirus care a putut deveni parte a ADN-ului nostru, a infectat populaţia umană cu cca 150 mii de ani în urmă. Atunci strămoşii noştri au suportat o pandemie.

Ce fac acum viruşii-relicte? Unii nu se manifestă deloc. Sau nouă aşa ni se pare. Alţii muncesc: apără embrionul uman de infecţii; stimulează sinteza anticorpilor ca răspuns la apariţia unor molecule străine în organism. Dar în linii generale, misiunea virusurilor este mult mai importantă.

Cum comunică cu noi virusurile

Odată cu apariţia noilor date şiinţifice privind influenţa microbiomului asupra sănătăţii noastre, noi am început să înţelegem că bacteriile pot fi nu doar dăunătoare, ci şi folositoare, iar în multe cazuri – vitale. Următorul pas, scrie Joshua Lederberg în „Istoria infecţiilor”, trebuie să fie renunţarea la obiceiul de a demoniza virusurile. Ele ne aduc adesea boli şi moarte, dar scopul existenţei lor este nu nimicirea vieţii, ci evoluţia.

La fel ca în exemplul bacteriofagilor, pentru virus moartea celulelor organismului-purtător înseamnă învingere. Tulpinile hiperagresive, care ucid rapid sau îşi imobilizează stăpînii, pierd capacitatea de a se extinde liber şi devin linii moarte ale evoluţiei. În locul lor, şansa de a-şi înmulţi genele le revine unor tulpini mai „prietenoase”. „Pe măsură ce se dezvoltă într-un mediu nou, virusurile încetează să mai provoace complicaţii grave. Aceasta este benefic şi pentru organismul purtătorului, şi pentru însuşi virusul”, spune epidemiologul american Jonathan Epstein.

Noul coronavirus este atît de agresiv, deoarece a trecut foarte recent de bariera dintre specii. Potrivit imunobiologului Akiko Iwasaki, ”nimerind prima oară în organismul omului, viruşii nu înţeleg ce se petrece”. Ei seamană cu animaţii de primă generaţie în labirintul virtual. Dar şi noi nu cedăm în faţa lor. Ciocnindu-se cu un virus necunoscut, sistemul nostru imunitar poate să iasă de sub control şi să răspundă ameninţării printr-o „furtună citocinică” – o inflamaţie excesiv de puternică care distruge ţesuturile propriului organism. (Anume această hiperreacţie a imunităţii a fost cauza multor decese în anii pandemiei de gripă spaniolă din 1918). Pentru a trăi în înţelegere şi dragoste cu patru coronaviruşi umani, care ne provoacă o „răceală” inofensivă (OC43, HKU1, NL63 и HCoV-229E), noi am fost nevoiţi să ne adaptăm lor, iar ei – nouă.

Din punct de vedere al evoluţiei, noi ne influenţăm reciproc nu doar ca factori de mediu. Celulele noastre participă nemijlocit la asamblarea şi modificarea RNA viruşilor. Iar viruşii aflaţi în contact direct cu genele purtătorilor îşi implementează codul genetic în celulele lor. Virusul este una dintre metodele de comunicare a genelor noastre cu lumea. Uneori acest dialog se soldează cu rezultate neaşteptate.

Apariţia placentei – structura care uneşte fătul cu organismul mamei – a devenit determinantă în evoluţia mamiferelor. Nu ne putem imagina că sinticina – proteina necesară la formarea ei – este codificată de o genă, care reprezintă nimic altceva decît un retrovirus „domesticit”. În antichitate virusul folosea sinticina pentru a distruge celulele organismelor vii.

Istoria vieţii noastre cu virusuri pare a fi un război permanent sau o goană a înarmărilor, scrie antropologul Charlotte Bive. Acest epos este construit conform schemei: apariţia infecţiei, extinderea ei prin reţeaua globală de contacte şi în final – reţinerea sau dezrădăcinarea ei. Toate cazurile ţin de decese, suferinţe şi temeri. Dar există şi o altă istorie.

Spre exemplu, cea despre apariţia genei neuronică Arc. Ea este necesară pentru plasticitatea sinaptică – capacitatea celulelor nervoase de a forma şi consolida noi conexiuni nervoase. Şoarecele care a fost lipsit de această genă nu poate nici învăţa, nici forma o memorie de durată: după ce a găsit în labirint caşcavalul, a doua zi a şi uitat drumul spre el.

Pentru a studia originea acestei gene, savanţii au separat proteina produsă de ea. S-a dovedit, că moleculele se adună spontan în structuri, care amintesc capsidele viruşilor HIV: membrane proteice care apără ARN-ul virusului. Apoi ele se separă din neuroni în vezicule de transport cu membrane, fuzionează cu un alt neuron şi elimină conţinutul lor. Amintirile se transmit ca o infecţie virală.

Acum 350–400 milioane de ani, în organismul mamiferelor a pătruns un retrovirus, care a dus la formarea ARC. Acum această genă de tip virus ajută neuronii noştri să-și îndeplinească funcţiile raţiunii. Poate că virusurile nu obţin raţiunea din contactul cu celulele noastre. Însă în sens invers acest lcuru funcționează. Cel puţin a funcționat o dată.

Serghei Pancov

Citește-ne pe Telegram, dacă vrei să afli mai multe

Ați găsit o eroare în text? Marcați-o și tastați Ctrl+Enter


Știrile partenerilor noștri
loading...
Mai multe

Sondaj Toate

load