ادغام میکروب ها با کروموزوم

پس از گذشت بیش از دو سال از همه‌گیری COVID-19، بسیاری از مردم یک ویروس را به عنوان یک توپ میخ‌دار تند و زننده تصور می‌کنند. به عنوان مثال  HIV ویروسی است که باعث ایدز می شود. اچ‌آی‌وی یک رتروویروس است که وقتی وارد سلول می‌شود فوراً باعث مرگ نمی‌شود و درعوض، خود را در کروموزوم‌های شما ادغام می‌کند و منتظر فرصت مناسبی است تا به سلول دستور دهد تا از آن کپی کند و منفجر شود تا سلول‌های ایمنی دیگر را آلوده کند و در نهایت باعث ایجاد ایدز شود.

تحقیقات روی ویروس‌های دیگر مدت‌هاست که نشان داده است که این پاتوژن‌ها می‌توانند در مورد کشتن کاملاً متفکرانه عمل  کنند. برخی از ویروس ها در صورت تشخیص آسیب DNA، سلولی را که در آن ساکن بوده اند ترک می کنند. به نظر می رسد که حتی ویروس ها هم دوست ندارند در کشتی در حال غرق شدن بمانند.

باکتریوفاژها که به باکتری ها حمله کرده و آنها را از بین می برند، نمی توانند سلول های انسانی را آلوده کنند. فاژها بسیار متنوع هستند و سه قسمت اصلی دارند: سر، غلاف و دم. فاژ از دم خود برای اتصال به سلول باکتری استفاده می کند. آنها از باکتری ها برای تکثیر خود استفاده می کنند. فاژ پس از یافتن یک سلول باکتریایی «همسان»، مواد ژنتیکی خود را تزریق می‌کند و سیستمی را که معمولاً برای تولید مثل باکتری استفاده می‌شود، می‌رباید. در عوض، این سیستم هزاران فاژ دیگر می‌سازد که در نهایت سلول باکتری را می‌شکند.

تحقیقات روی ویروس‌های دیگر مدت‌هاست که نشان داده است که این پاتوژن‌ها می‌توانند در مورد کشتن کاملاً متفکرانه عمل کنند. البته، ویروس ها نمی توانند مانند من و شما فکر کنند. اما، همانطور که مشخص است، روند تکاملی مکانیسم‌های تصمیم‌گیری بسیار پیچیده‌ای را به آنها عطا کرده است. به عنوان مثال، برخی از ویروس ها در صورت تشخیص آسیب DNA، سلولی را که در آن ساکن بوده اند ترک می کنند.

فاژها جمعیت باکتریایی را کنترل می کنند و پزشکان به طور فزاینده ای از آنها برای درمان عفونت های باکتریایی که به آنتی بیوتیک ها پاسخ نمی دهند استفاده می کنند. به عنوان مثال فاژلامبدا، کمی شبیه HIV عمل می کند. به محض ورود به سلول باکتری، لامبدا تصمیم می‌گیرد که مانند بسیاری از ویروس‌ها سلول را به طور کامل تکثیر کرده و بکشد یا مانند HIV، خود را در کروموزوم سلول ادغام کند. اگر دومی باشد، لامبدا هر بار که باکتری تقسیم می شود، بدون ضرر با میزبان خود تکثیر می شود.

اگر DNA باکتری به خطر بیفتد، این خبر بدی برای فاژ لامبدا است که درون آن قرار دارد. زیرا برای فاژی که برای تولید مثل به آن نیاز دارد در حقیقت بی فایده است. بنابراین لامبدا ژن‌های تکثیر خود را روشن می‌کند، از خود کپی می‌سازد و از سلول خارج می‌شود تا به دنبال سلول‌های آسیب‌دیده دیگر برای آلوده کردن بگردد.

برخی از فاژها به جای جمع‌آوری اطلاعات با پروتئین‌های خود، به حسگر آسیب DNA سلول آلوده ضربه می‌زنند. پروتئین هایی مانند CI و LexA فاکتورهای رونویسی هستند که با اتصال به الگوهای ژنتیکی خاص ژن ها را روشن و خاموش می کنند. برخی از فاژها مانند Coliphage 186 متوجه شده‌اند که اگر توالی DNA کوتاهی در کروموزوم‌های خود داشته باشند LexA باکتریایی می‌تواند به آن متصل شود. به محض تشخیص آسیب DNA، LexA ژن‌های تکثیر و کشتن فاژ را فعال می‌کند.

محققان اولین بار نقش CI را در تصمیم گیری فاژ در دهه 1980 و ترفند ضد جاسوسی Coliphage 186 در اواخر دهه 1990 گزارش کردند. از آن زمان، چند گزارش دیگر از ضربه زدن فاژها به سیستم های ارتباطی باکتریایی وجود داشته است.