L'evoluzione non ha solo modellato il modo in cui il nostro pianeta appare oggi, continua a cambiare il mondo su piccola scala ogni giorno. E mentre non puoi (di solito) vedere come si evolvono gli organismi giorno per giorno, qualsiasi evento evolutivo su piccola scala ha il potenziale di influire su di noi come specie. Caso in questione: microbi, come batteri e virus. Poiché si evolvono così rapidamente, i microbi offrono uno sguardo a come l'evoluzione avviene su una linea temporale accelerata e forniscono un esempio di come l'evoluzione può influire sulla salute umana, a volte con effetti disastrosi.

Mentre gli scienziati hanno studiato l'evoluzione dei microbi Per secoli, i ricercatori hanno recentemente scoperto un nuovo percorso evolutivo che approfondisce la nostra comprensione di come i virus si adattano al loro ambiente. Continua a leggere per saperne di più su come l'evoluzione modella il nostro rapporto con i microbi e le nuove scoperte che aggiungono un nuovo livello di complessità all'evoluzione virale.
A Refresher: Il ruolo delle mutazioni nell'evoluzione

Mentre la biodiversità sulla terra oggi parla degli effetti profondi dell'evoluzione, l'evoluzione avviene su una microscala con cambiamenti genetici casuali. Una mutazione genetica che modifica la proteina risultante in un modo che avvantaggia il successo riproduttivo di un organismo, come aumentare l'efficienza energetica o aumentare la resistenza alle malattie, è più probabile che venga trasmessa di generazione in generazione. D'altro canto, le mutazioni genetiche che modificano la proteina risultante in modo negativo e diminuiscono il successo riproduttivo di un individuo hanno meno probabilità di essere trasmesse, e possono essere eliminate gradualmente dal pool genetico.
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Il modo più semplice di vedere l'evoluzione in azione oggi è la resistenza antimicrobica. Batteri e virus sono tra le specie che mutano più rapidamente, perché si riproducono molto rapidamente (soprattutto rispetto agli umani). Ciò significa che possono entrambi acquisire mutazioni rapidamente e rapidamente subire generazioni di crescita che amplificano mutazioni benefiche e riducono quelle dannose. Le mutazioni genetiche che forniscono resistenza agli antibiotici forniscono un forte vantaggio riproduttivo per i batteri che le hanno, per esempio, motivo per cui lo sviluppo di superbatteri altamente resistenti è un problema di salute pubblica.
Come si applica ai virus? >

I virus utilizzano anche le mutazioni genetiche per evolvere e mantenere la capacità di infettare le cellule ospiti. I virus infettano i loro ospiti identificando recettori specifici sulle membrane delle cellule ospiti - i recettori che consentono loro di entrare nella cellula. Speciali proteine ​​di identificazione dell'ospite sul virus si attaccano ai recettori dell'ospite, come una serratura inserita in una chiave. Il virus può quindi entrare nella cellula (infettare l'ospite) e "dirottare" il sistema dell'ospite per generare più virus.

I virus seguono le "regole" standard per l'evoluzione e le mutazioni genetiche possono influire sulla loro capacità di infettare un ospite. Una mutazione genetica che crea "chiavi" più efficaci avvantaggia il virus, per esempio. D'altra parte, le mutazioni genetiche alle "serrature" degli host potrebbero finire per bloccare un virus. Pensa ad un gioco di gatto e topo: il virus favorisce le mutazioni che gli permettono di influenzare gli host e riprodursi in modo più efficiente, mentre l'ospite preferisce le mutazioni che lo proteggono dall'infezione virale.

Mentre questi principi fondamentali dell'evoluzione non sono nuovi, gli scienziati stanno ora scoprendo come i virus flessibili possono evolvere la migliore "chiave" per infettare nuovi host.

Nuova ricerca, pubblicata in Science
nel 2018 ha scoperto che i virus possono anche adattare il modo in cui i loro geni sono tradotti in proteine. Invece di seguire il paradigma generale "un gene, una proteina", i ricercatori hanno scoperto che i virus potevano adattarsi all'ambiente circostante creando più proteine ​​diverse dallo stesso gene. In altre parole, i virus potrebbero utilizzare un gene per creare due "chiavi" completamente diverse, in grado di inserirsi in due "blocchi" dell'host.
Che cosa significano questi risultati?

Mentre è troppo presto per capire il pieno impatto di questa forma di evoluzione appena scoperta, potrebbe aiutarci a capire le infezioni da spillover, che si verificano quando una malattia che inizia in una specie potrebbe iniziare a comparire in un'altra. Dal momento che la SARS, l'Ebola e l'HIV sono iniziati tutti come trasmissione di spillover, è facile capire perché la comprensione delle infezioni da spillover è importante per la salute pubblica.

Naturalmente, mostra anche che l'evoluzione non si verifica solo in un genetico livello. E questo fenomeno evolutivo appena scoperto potrebbe farci capire da dove provengono alcune malattie infettive e dove sta andando il campo.