A vírusok megfertőzik a baktériumokat

tudta, hogy a baktériumok megbetegedhetnek, mint te? Ha valaha is megfázott, vagy influenza volt, akkor tudja,hogy nem szórakoztató vírussal fertőzni., Nos, kiderül, hogy a legtöbb vírus a világon megfertőzi a baktériumokat az emberek helyett. A tudósok ezeket a vírusokat bakteriofágoknak nevezik (ami szó szerint “baktériumfogyasztókat”jelent). Körülbelül 1030 vírus van az óceánban(ez egy 30 nullával mögötte!). Ez több vírus, mint csillagok az univerzumban! Ezeknek az óceáni vírusoknak a többsége megfertőzi a baktériumokat .

talán mindez új számodra, de a baktériumok és vírusok már nagyon régóta léteznek. A baktériumok az élet eredete óta fejlődnek a vírusok mellett., Több mint 3 milliárd éve állandó csatában vannak bezárva . Ennyi idő után a baktériumok kifejlesztettek néhány trükköt, hogy megvédjék magukat.

A baktériumok megvédik magukat, csakúgy, mint mi

a szervezetnek számos módja van arra, hogy megakadályozza a betegségét, vagy hogy segítsen gyorsabban meggyógyulni, ha beteg. Az első védelmi vonal a bőröd és a membránok a testedben. Ezek távol tartják a csúnya baktériumokat és vírusokat, mint egy falat. Ha kapsz egy vágás, miért van, hogy legyen óvatos, hogy tartsa tisztán? Annak érdekében, hogy ne kapjon fertőzést.,

néha azonban a bőre nem elég, és megbetegszik. Ha lázas vagy, ez annak a jele, hogy a tested megpróbál harcolni bármi is okozza, hogy beteg legyen. Van néhány okos módja a szervezetnek a fertőzés elleni küzdelemre . Miután a szervezet először harcol egy vírus által okozott fertőzéssel, emlékezetet képezhet arról, hogy néz ki ez a vírus. Így nem betegedne meg újra a vírustól. Felismered a “rosszfiút” és visszavágsz. Ezt a memóriát “adaptív immunitásnak” nevezzük, ezért az emberek általában csak egyszer kapják meg a bárányhimlőt, és ezért is működnek az oltóanyagok., A vakcina egy kicsit halott vagy legyengült vírust mutat a szervezetednek, így a szervezeted képes emlékezni a vírusra, és később harcolni az ÉLŐ változat ellen. Néhány vírus azonban idővel megváltozik, így ezek az emlékek nem működnek örökké. Többször is megfázott vagy influenzás volt? Ez azért van, mert ezek a vírusok gyorsan változnak. Minden alkalommal, amikor megbetegszik, valójában a hideg vagy az influenza kissé eltérő változata.

a baktériumok sokkal egyszerűbbnek tűnnek, mint mi. Végül is nagyon kicsik, és csak egyetlen cellából állnak. A baktériumoknak nincs agyuk vagy más szervük., Még az egy cellájuk is sokkal egyszerűbbnek tűnik,mint a saját sejtünk. Ennek ellenére a baktériumok ugyanúgy megvédhetik magukat a vírusoktól, mint mi.

mindenekelőtt minden baktériumot “sejtmembrán” és “sejtfal” vesz körül.”Ezek a struktúrák olyanok, mint a pajzsok, amelyek megvédik a baktériumokat a világtól, hasonlóan ahhoz, ahogyan a bőre megvédi Önt. A vírusoknak egy sejt külső részéhez kell kapcsolódniuk, és át kell piszkálniuk, hogy bejussanak. Ha a baktériumok megváltoztatják sejtfaluk alakját, ez megakadályozhatja, hogy a vírusok ragaszkodjanak hozzájuk. Ezután a baktériumok védettek a fertőzéstől.,

mi történik, ha egy vírus átjut a baktérium sejtfalán? Nos, néhány baktérium adaptív immunitással is rendelkezik, mint mi! Ez azt jelenti, hogy egy vírus emlékét tárolhatják, hogy később megvédjék magukat. A tudósok ezt csak viszonylag nemrégiben fedezték fel . Korábban senki sem gondolta, hogy a baktériumok elég összetettek ahhoz, hogy valami adaptív immunitással rendelkezzenek. A természet továbbra is meglepi a tudósokat új, furcsa dolgokkal. A baktériumok adaptív immunitását biztosító rendszert a “CRISPR” rendszernek nevezzük.,

A CRISPR jelentése “rendszeresen fürtözött-interspaced rövid palindromic ismétlés”, ami bonyolult módja annak, hogy leírja, hogyan néz ki a CRISPR. Amikor a tudósok szekvenálták egyes baktériumok genetikai kódját (DNS-ét), olyan mintát találtak, amelyben ugyanazt a rövid szekvenciát újra és újra megismételték néhány hézaggal (rendszeresen-egymás között). Ezek a rövid ismétlődő bitek palindromok voltak, ami azt jelenti, hogy ugyanúgy néztek előre vagy hátra (mint a “kajak” és a “versenyautó”szavak). Végül az összes ismétlést egymáshoz közel csoportosítva találták a bakteriális DNS-ben., Ezért a tudósok a CRISPR névvel jöttek létre. Elismerjük, hogy a név elég zavaró, de nem aggódnék, ha a helyedben lennék. A tudósok OK munkát kitalálni, hogyan működik a világ, de nem vagyunk nagy jön egyszerű nevek a dolgokat.

hogyan fejti ki hatását a CRISPR?

mit értünk, amikor azt mondjuk, hogy a CRISPR segít a baktériumoknak “emlékezni” egy vírusra? Nos, ahhoz, hogy ezt megértsük, először meg kell értenünk, mi a vírus. Az emberektől eltérően, a baktériumoktól eltérően, a vírusok nem sejtekből készülnek., Ehelyett a vírus egy csomó DNS vagy RNS (a DNS-hez kapcsolódó molekula), szorosan csomagolva egy fehérjékből készült kapszulába. Gondolhatsz a DNS-re, mint egy hosszú könyvre, amely leírja, hogy egy élőlénynek milyennek kell lennie. Például a DNS-ed leírja, hogyan kell működnie a testednek, és ez a “kód”, a körülötted lévő világgal együtt, formálja, hogyan növekszik. Minden élőlény DNS-ként tárolja genetikai kódját,de néhány vírusnak RNS-je van., Az RNS nagyjából ugyanazt teszi, mint a vírusok DNS-e, de egy kicsit másképp épül fel (gondoljon arra, hogy a vírusokat papír helyett kőtablettákra írják).

a fertőzés kezdetén a vírus DNS-ét vagy RNS-ét egy sejtbe injektálják (egy emberi sejt, ha a vírus megfertőzi az embereket, vagy egy baktérium, sejt, ha a vírus megfertőzi a baktériumokat). Ezután a vírus újraprogramozza a sejtet, hogy sok másolatot készítsen a vírusról. Végül ezeket a másolatokat új kapszulákba csomagolják. Végül a sejt nyitva van, és sok újszülött vírus távozik a világba, hogy új sejteket fertőzzön meg., Láthatja, hogyan működik ez az 1. ábrán.

a CRISPR baktériumsejtekben két lépésben működik. Először is, ha egy baktérium CRISPR rendszerrel rendelkezik, kis mennyiségű vírus DNS-t tárolhat. Mindegyik darab lehet gondolni, mint egy másik ” memória.”Most a baktérium ismeri a vírus “kódjának” egy részét, és később “rosszfiúként” ismeri fel., Ha egy vírus egy sejtbe fecskendezi magát, és ez a vírus megegyezik a baktérium egyik tárolt emlékével, akkor a baktérium tudja, hogy valami nincs rendben. Miután a baktérium tudja, hogy fertőzött, elindítja a CRISPR immunitás második lépését. A baktérium a CRISPR rendszerét használja a vírus feldarabolására, mielőtt a vírusnak lehetősége lenne másolatot készíteni magáról. Voila, nincs fertőzés! Megmutatjuk, hogyan működik ez a 2. ábrán. Természetesen a baktériumok nem” gondolkodnak” vagy “tudnak” olyan dolgokat, mint mi, mert nincs agyuk., A CRISPR immunity minden lépése automatikusan megtörténik, de hasznos, ha “memóriának” tekintjük őket, amikor megpróbáljuk megérteni, hogyan működnek.

miért érdekel annyira a CRISPR?

a közelmúltban a CRISPR sokat szerepelt a hírekben. Az emberek nagyon izgatottak ettől a furcsa kis rendszertől, amelyet a baktériumok a vírusok elleni küzdelemhez használnak! Miért olyan sok izgalmat kérdezel?, Nos, kiderült, hogy mi, emberek elég jók vagyunk abban, hogy ellopjuk a szerszámokat, amiket a baktériumok több milliárd év alatt fejlődtek ki, és felhasználjuk őket a saját céljainkra. A tudósok képesek voltak a CRISPR-t a “DNS-szerkesztés” módjává alakítani . A baktériumok a CRISPR-t használják a vírusok DNS-ének nagyon specifikus módon történő vágására. A tudósok rájöttek, hogyan kell használni a CRISPR-t, hogy bármilyen DNS-t pontosan vágjunk, bármilyen módon, amit akarunk!

miért akarják a tudósok a DNS-t szerkeszteni? Néhány emberi betegséget nagyon nehéz gyógyítani, mert kódolva vannak a DNS-be. Ezeket a betegségeket nem vírusok vagy baktériumok okozzák., Néhány példa a sarlósejtes vérszegénység és a cisztás fibrózis. Ezeket a betegségeket a genetikai kód apró változásai okozzák. Ezek a változások a testet kissé eltérően működnek, mint egyébként. A CRISPR segítségével szerkeszthetjük a DNS-t, és kijavíthatjuk ezeket a kis változásokat. Ez azt jelenti, hogy a CRISPR felhasználható ezeknek a genetikai betegségeknek a gyógyítására. Ez azonban nem minden. A tudósok a CRISPR-t arra használják, hogy keményebb terményeket tervezzenek nekünk enni, hogy megpróbáljanak megszabadulni a betegséget hordozó szúnyogoktól, és még sok más.

még mindig megtanuljuk, hogyan lehet a legjobban használni a CRISPR-t eszközként., Fontos, hogy a CRISPR-t jó okokból használjuk. Nemrégiben egy tudós arról számolt be, hogy a CRISPR-t két gyermek DNS-ének szerkesztésére használta. Megpróbálta bizonyos betegségekkel szemben ellenállóvá tenni őket. A globális tudományos közösség nagyon aggódott, amikor ezt megtudták. Sok tudós aggódott az alkalmazott tudományos eljárások miatt. Mások kételkedtek abban, hogy a kutató etikailag cselekedett-e. Sok tudós úgy gondolta, hogy az előny nem haladja meg a kockázatokat. A szerkesztések által megakadályozott betegségek más módszerekkel könnyen megelőzhetők., A CRISPR technológia még nem tökéletes, és káros lehet. Gyakran előfordul, hogy a CRISPR változásokat vezethet be a DNS-be, ahol nem akarjuk. A technológia használata az embereken kockázatos lehet. Fontos megjegyezni, hogy csak azért, mert egy tudós tehet valamit, nem jelenti azt, hogy kellene. A tudósok szerte a világon gyakran tartanak nagy találkozókat, hogy megvitassák ezeket a kérdéseket, és a legjobb utat előre. Ezeken a találkozókon egymást kérdezték, és a közönség tagjai olyan kérdéseket tettek fel, mint például: “vajon valaha is rendben van-e az ember DNS-ének szerkesztése?”és” ha igen, mikor lenne rendben?”Mit gondolsz?, Mi van, ha a CRISPR-t a betegségek gyógyítására használjuk? Mi lenne, ha más célokra használnánk, mint hogy okosabbá vagy erősebbé tegyük az embereket? Mi van, ha csak néhány család engedheti meg magának? Fontos, hogy feltegyük egymásnak ezeket a kérdéseket, és hogy a világ minden tájáról érkező érintett személyeket is bevonjuk. Így olyan utat választhatunk, amely jobban figyelembe veszi az érintettek igényeit és gondjait.

Glossary

vírus: a vírus egy kis mennyiségű DNS vagy RNS, amelyet fehérje héj vesz körül. Alapvetően a vírus csak egy használati útmutató több vírus felépítéséhez., Amikor a vírus belép egy élő sejtbe (egy emberi sejt, ha a vírus megfertőzi az embereket, vagy egy bakteriális sejt, ha a vírus megfertőzi a baktériumokat), akkor újraprogramozza ezt a sejtet, és vírusgyárrá változtatja a sejtet.

adaptív immunitás: minden szervezetnek különböző típusú immunitása van a fertőzés elleni védelem érdekében. Az adaptív immunrendszer lehetővé teszi a szervezetek számára, hogy emlékezzenek a múltbeli fertőzésekre annak érdekében, hogy jobban harcoljanak ugyanazon fertőzések ellen a jövőben.

baktérium: a baktérium egy mikroszkopikus szervezet, amely egyetlen sejtből áll. Sejtjeik sokkal egyszerűbbek, mint egy emberé., Egyes baktériumok megbetegíthetnek, de a legtöbb nem. Valójában a bélben lévő baktériumokra támaszkodik, hogy egészséges maradjon!

CRISPR: a CRISPR egy adaptív immunrendszer, amelyet a baktériumok a vírusfertőzések leküzdésére használnak. A CRISPR lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy emlékezzenek a múltban látott vírusokra, és felismerjék és leküzdjék ezeket a vírusokat a jövőben.

DNS szerkesztés: A tudósok rájöttek, hogyan kell a CRISPR-t használni a DNS szerkesztéséhez. Ez azt jelenti, hogy potenciálisan újraírhatják a “használati útmutatót”, amely megmondja az egyes szervezeteknek, hogyan kell élni és növekedni. Ezt “DNS-szerkesztésnek” nevezzük.,”

összeférhetetlenségi nyilatkozat

a szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségnek tekinthetők.

Suttle, C. A. 2005. Vírusok a tengerben. Természet 437: 356. doi: 10.1038/nature04160

Chaplin, D. D. 2010. Az immunválasz áttekintése. J. Allergia Clin. Immunol. 125:S3-23. doi: 10.1016 / j.jaci.2009.12.980