Virale Aanvallen Op Bacteriën Onthullen Een Geheim Van Evolutie

{h1}

Met behulp van bacteriën en een virus dat hen infecteert, hebben wetenschappers een lastige vraag over evolutie aangepakt: waar komen nieuwe eigenschappen vandaan?

De wapens racen tussen een virus en de bacteriën die het aanvalt, hebben wetenschappers geholpen om een ​​van de mysteries van de evolutie beter te begrijpen: hoe nieuwe eigenschappen evolueren.

In een reeks experimenten hebben de bacterie-infecterende virussen herhaaldelijk het vermogen gekregen om hun gastheerbacteriën aan te vallen door een andere "deuropening" of receptor op het celmembraan van de bacterie, legde Justin Meyer, de hoofdonderzoeker en een afgestudeerde student aan de Michigan State University, uit. [Video: The Virus Mutates]

Hun resultaten bieden inzicht in een moeilijke vraag over evolutie: waar komen nieuwe eigenschappen vandaan?

Volgens de evolutietheorie kan natuurlijke selectie bepaalde leden van een populatie bevoordelen vanwege eigenschappen die ze bezitten, zoals camouflage of het vermogen om voedsel te halen dat anderen niet kunnen bereiken. Deze favoriete organismen zullen zich eerder reproduceren en de genen doorgeven voor hun nuttige eigenschappen aan toekomstige generaties.

Hoewel het duidelijk is hoe natuurlijke selectie ervoor zorgt dat een populatie verandert of zich aanpast, is uitleggen hoe nieuwe eigenschappen ontstaan ​​lastiger, zei Meyer.

Zullen bijvoorbeeld willekeurige genetische mutaties zich stapsgewijs accumuleren totdat ze nieuwe eigenschappen produceren? Of stimuleert natuurlijke selectie het proces vanaf het begin, waarbij bepaalde mutaties worden bevorderd wanneer ze zich voordoen, totdat er een geheel nieuwe eigenschap verschijnt?

Om een ​​idee te krijgen, stimuleerden hij en anderen, waaronder twee niet-gegradueerde onderzoekers, een virus om een ​​nieuwe manier te ontwikkelen om de bacteriën te infecteren, en keken vervolgens naar de genetische veranderingen die verband hielden met dit nieuwe vermogen. Ze ontdekten ook dat veranderingen in de bacteriën konden voorkomen dat het virus deze nieuwe eigenschap kreeg.

Twee lambda-virussen. Vier genetische mutaties in dergelijke virussen leiden ertoe dat ze een nieuwe manier vinden om hun bacteriële gastheren aan te vallen.

Twee lambda-virussen. Vier genetische mutaties in dergelijke virussen leiden ertoe dat ze een nieuwe manier vinden om hun bacteriële gastheren aan te vallen.

Credit: Brian D. Wade en Alicia Pastor, Centrum voor geavanceerde microscopie, MSU

Dus, waarom, in de meeste gevallen, slaagde het virus er niet in om de mogelijkheid te krijgen om via de OmpF-doorgang binnen te komen? De onderzoekers keken of andere veranderingen in het virus, of veranderingen in de bacteriën, interfereerden.

Ze vonden dat, terwijl andere veranderingen in het virus niet lijken te interfereren, een specifieke verandering in de E coli populaties uit 80 trials deden dit. Er ontstonden verstoringen in bacteriële genen die verantwoordelijk zijn voor het produceren van een eiwitcomplex, genaamd ManXYZ, in het binnenmembraan. Die verandering in het binnenste membraan betekende dat het virus niet helemaal in de cel kon komen, hetzij via LamB of OmpF.

"Dus er is een interessante co-evolutionaire dans," zei Meyer. "Eén mutatie in de gastheer en vier mutaties in het virus leiden tot een nieuw virus, één mutatie [in de gastheer] en slechts een paar mutaties in het virus en een tweede mutatie in de gastheer, en het hele systeem wordt afgesloten."

Je kunt volgen WordsSideKick.com senior schrijver Wynne Parry op Twitter @Wynne_Parry. Volg WordsSideKick.com voor het laatste nieuws over wetenschap en ontdekkingen op Twitter @wordssidekick en verder Facebook.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com