واكتشف الباحثون آلية جديدة للتواصل بين الفيروسات البكتيرية - على غرار نظرية اللعبة لدى البشر، كما تزن العاثيات جميع الخيارات المعروضة عليها وتتخذ في النهاية قرارًا مستنيرًا قبل الانتقال من حالة السكون إلى حالة الهجوم.
وجدت دراسة جديدة أجرتها جامعة تل أبيب أنه، على غرار نظرية اللعبة لدى البشر، تزن العاثيات أيضًا جميع الخيارات المعروضة عليها وتتخذ أخيرًا قرارًا مستنيرًا قبل الانتقال من حالة السكون إلى حالة الهجوم. تم إجراء البحث تحت قيادة البروفيسور أفيغدور إلدر من كلية شيمونيس للأبحاث الطبية الحيوية وأبحاث السرطان في جامعة تل أبيب، بالتعاون مع طلابه وشركائه من معهد وايزمان للعلوم. ونشرت الدراسة هذا الشهر في مجلة Nature Microbiology.
العاثيات هي فيروسات تهاجم البكتيريا. العديد من العاثيات قادرة على التواجد في إحدى الحالتين: الحالة النشطة (التحلل)، حيث تهاجم العاثيات البكتيريا وتدمرها، والحالة الساكنة التي تكون فيها العاثيات في حالة سلبية داخل البكتيريا وتتكاثر معها ولكن لا تقم بإجراءات مدمرة (ليسوجيني). يتعين على العاثيات من هذا النوع أن تقرر ما إذا كانت ستدخل في حالة السكون أو الحالة العدوانية في كل مرة تصيب فيها بكتيريا جديدة. إذا قرروا الدخول في حالة السكون، فيجب على العاثيات أن تقرر متى "تستيقظ" وتنتقل إلى الحالة الهجومية. كما هو الحال في أي معضلة، من المهم أن يستند القرار إلى معلومات موثوقة وموثوقة.
ويوضح الباحثون أنه حتى اليوم كان من الواضح أن المعلومات الرئيسية التي تعتمد عليها العاثيات قبل أن تقرر الاستيقاظ، هي حالة البكتيريا المحددة التي تستضيفها. كان الافتراض العلمي هو أنه بمجرد أن تُظهر البكتيريا ضررًا كبيرًا في الحمض النووي الخاص بها (نوع من "نبض الموت")، فإنها تدفع للعاثية المضيفة لتتركها، وتجرب حظها في إصابة البكتيريا المجاورة.
واكتشفت الدراسة الحالية آلية أخرى للتواصل بين البكتيريا والفيروسات والتي بموجبها تطورت في عائلات معينة من العاثيات استراتيجية اتخاذ قرار أكثر تعقيدا، وهو نوع من "نظرية لعبة العاثيات" التي لا تأتي فيها المعلومات التي تصل إلى باب العاثيات فقط من البكتيريا المضيفة ولكن أيضًا من البكتيريا المجاورة.
يوضح البروفيسور أفيغدور ألدر: "عندما يكون الفيروس خاملاً، فإنه داخل الخلية البكتيرية يجبر البكتيريا على إفراز جزيئات اتصال صغيرة تسمى Arbitrium، والتي تكون قادرة على الاستماع إليها من خلال مستقبل معين. ولذلك، يشير المستوى العالي من هذه الجزيئات إلى أن البكتيريا المجاورة تحتوي أيضًا على العاثيات بالفعل. في مثل هذه الحالة، حتى لو كان هناك تلف في الحمض النووي، يتم منع العاثيات من التحول إلى الحالة العدوانية. وبما أن كل بكتيريا يمكن أن تحتوي على عاثية واحدة فقط خاملة، فإن قرار العاثيات حكيم - فمن الأفضل السماح للبكتيريا المضيفة بمحاولة إصلاح نفسها وعدم "خيانتها"، لأن بقية الجيران "مشغولون" بالفعل."
خلال البحث، استخدم البروفيسور ألدر وفريقه سلسلة من الأساليب الجينية والجزيئية الحيوية التي تهدف إلى متابعة إشارات الاتصال البيوكيميائية بين البكتيريا والعاثيات. في مقال سابق، أظهر الباحثون باستخدام العلامات الفلورية، أن الاتصال الذي تستخدمه العاثيات وعائلة كبيرة من أنظمة الاتصالات المماثلة (المعروفة بشكل عام باسم أنظمة "استشعار النصاب") تستخدم لاستشعار الجيران المقربين فقط. يقول البروفيسور ألدر: "في الواقع، طورت البكتيريا نظامين اتصال منفصلين، أحدهما للاتصال طويل المدى والآخر للاتصال قصير المدى فقط، والذي تستخدمه لاستشعار حالة جيرانها المباشرين". في حالة العاثي، يتم التحكم في الاتصال به، وكل ما يهمه هو جيرانه المقربون، الذين يمكن أن ينقل إليهم العدوى بسهولة، سواء كانوا مشغولين بالفعل أم لا."
ويختتم البروفيسور إلدر قائلاً: "منذ عدة سنوات، حددت مجموعة البروفيسور روتم سوريك من معهد وايزمان لأول مرة أنظمة الاتصال بين العاثيات. هذه الأنظمة معروفة منذ زمن طويل بين الطفيليات الجزيئية الأخرى للبكتيريا (تسمى البلازميدات). الابتكار في عملنا هو فهم أن العاثيات تستخدم الاتصال حتى في الحالة الخاملة وأننا كنا قادرين على فك رموز المكونات المهمة لفهم الطريقة التي تجمع بها العاثيات المعلومات حول حالة مضيفها والمعلومات حول حالة جيرانها. ومن خلال القيام بذلك، اتخذنا خطوة مهمة أخرى نحو فك رموز عالم الاتصالات و"الاقتصاد السلوكي" للفيروسات. تتمتع العاثيات بقدرة ممتازة على معالجة البيانات بذكاء واتخاذ القرار الذي سيؤدي إلى بقائها على قيد الحياة على النحو الأمثل. وسيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كانت فيروسات المخلوقات الأكثر تعقيدًا التي تواجه قرارات مماثلة قد طورت أيضًا طرقًا موازية للاتصال".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
