Но новое исследование, проведенное учеными из Института вирусной информации Университета Сан-Диего, предполагает, что общепринятая точка зрения ошибочна: лизогения может быть гораздо более распространенной, чем считалось ранее, и может даже стать более распространенной, когда хозяева плотно упакованы в экосистему, что часто происходит, когда окружающая среда подчеркнута. Эти результаты могут привести к лучшему пониманию деградированных экосистем коралловых рифов и способов их сохранения.Цветение водорослей, грибковые заболевания и бактериальные инфекции — это лишь некоторые из способов, с помощью которых микробы могут быстро увеличиваться в плотности в экосистеме.
Как вирусы реагируют на подобные события, представляет большой интерес для экологов. Традиционно большинство исследователей предполагало, что, когда популяция микробов быстро растет, вирусы, которые их обитают, начинают размножаться внутри них — литическая фаза — увеличивая свою численность, но убивая их хозяев.
«Это говорит о том, что лизогения обеспечивает временное убежище для вирусов, когда хозяева голодают и их мало», — писали в исследовании авторы недавней статьи.Предыдущее исследование Бена Ноулза, докторанта из Университета Рутгерса и бывшего аспиранта лаборатории вирусолога SDSU Фореста Ровера, перевернуло традиционные теории вирусной динамики с открытием вирусов, которые оставались лизогенными, даже когда их клетки-хозяева становились все более и более плотно сконцентрированными. в их экосистеме. Институт вирусной информации SDSU, одна из областей передового опыта университета, признанная самими собой, входит в число мировых лидеров по исследованию вирусов, которые размножаются внутри бактерий, также известных как бактериофаги.«Эти более ранние результаты коренным образом изменили динамику взаимодействия вируса с хозяином», — сказал Ноулз.
В надежде узнать больше о том, как вирусы ведут себя по мере того, как число их хозяев увеличивается и уменьшается, Ноулз и его коллеги провели метаанализ 39 публикаций, в которых прослеживалась эта закономерность, и обнаружили кое-что удивительное: не было никакой корреляции между плотностью клеток-хозяев и состоянием их вирусы были литическими или лизогенными, сообщили исследователи в журнале Nature Microbiology.Ноулз сказал, что эти результаты должны побудить микробиологов повторно откалибровать модели популяций, которые включают взаимодействие вирусов и бактерий, например, те, которые обычно используются для прогнозирования того, как чувствительные экосистемы, такие как коралловые рифы, могут реагировать на чрезмерный рост микробов, например цветение водорослей и бактериальное вторжение.
К сожалению, включить лизогению в эти модели сложно. Ноулз объяснил, что если вирусы не убивают хозяев предсказуемым образом, динамика быстро становится хаотичной и трудной для измерения.
Дальнейшие исследования могут точно выявить, почему вирусы переключаются с бездействующих нахлебников на реплицирующихся убийц, но для этого, вероятно, потребуется геномный анализ отдельных клеток — процесс, который в настоящее время является непомерно дорогостоящим для крупномасштабных проектов.До тех пор результаты исследования подчеркивают, насколько мало мы знаем о вирусах и о том, как они вписываются в свои экологические ниши, сказал Ноулз.
«Мы давно думаем о вирусах как о убийцах, потому что это то, что соответствует моделям», — сказал он. «Но то, как вирусы взаимодействуют со своими хозяевами, гораздо сложнее».