Forskare vet att virus är smittsamma och kan spridas snabbt, men hur interagerar de med varandra?

För att få en förståelse för hur virus sprids, och i slutändan utvecklas, Samuel Díaz-Muñoz, biträdande professor i mikrobiologi och molekylär genetik vid College of Biological Sciences vid University of California, Davis, utforskar liv och rörelse i viruss sociala liv i en ny tidning publicerad i Cellvärd &mikrob .

Virus förlitar sig på värdar för att överleva och föröka sig, infekterar alla former av liv från växter och djur till bakterier och andra encelliga mikroorganismer. Finns i nästan alla ekosystem, miljontals olika typer av virus tros existera.

Konkurrensen är hård inom deras små världar. Eftersom flera virus ofta saminfekterar samma värd, de har utvecklat strategier för att interagera med varandra, från exploatering till samarbete. Vissa virus "fuskar" till och med genom att piggybacka på reproduktionen av andra virus.

Díaz-Muñoz uppmanar forskare att ta en ny titt på virus för möjligheten att utveckla nya perspektiv för att närma sig behandlingen av virussjukdomar.

"Vi har sett mer och mer hur saker vi inte trodde var sociala är sociala och det finns många grundläggande biologiska processer som är sociala, " han sa.

En viral syn på socialitet

Även om en hel del är känt om virus-värdutbyten, den konceptuella ramen för hur virus interagerar med varandra är mycket mindre tydlig. Att fokusera på virus-till-virus-interaktioner kan bidra till att belysa många oförklarade beteenden, till exempel hur virus utvecklas.

"Jag är intresserad av hur interaktioner mellan individer påverkar reproduktionen, " sa Díaz-Muñoz. "Och reproduktion, självklart, är nyckeln till evolutionen."

Díaz-Muñozs forskning sätter virus-virusinteraktioner i rampljuset genom social evolutionsteori, som betonar effekterna av socialt beteende på en organisms framgång i sin miljö.

I vissa fall, virus kan utvecklas för att bromsa deras infektionshastigheter på cellnivå, gör det möjligt för värdar att leva längre och överföra viruset till sitt samhälle. I själva verket, viruset skjuter upp sin egen direkta spridning i en värd för de större, kollektivt mål att sprida sina framtida generationer till många värdar.

Virus har inte den hjärnkraft och motsvarande tecken på beteendekognition som ses i mer komplexa organismer, men beteendeegenskaper med någon genetisk grund kan fortfarande utvecklas genom naturligt urval.

"Även om vi använder ord som 'konflikt' och 'samarbete' som i vardagsspråk betyder vissa saker, dessa är faktiskt baserade på matematisk teori och kräver inga komplexa kognitiva processer, " sa han. "Du behöver inte komplex kognition för att ha social evolution."

Använda sociala evolutionära koncept för att bekämpa virulens

Díaz-Muñoz studerade tidigare det sociala beteendet hos små apor som kallas tamariner, observera hur interaktioner mellan närstående individer påverkade deras reproduktion.

På samma gång, andra forskare hade börjat tillämpa social evolutionsteori på mikrober, som bakterier och andra encelliga mikroorganismer. Díaz-Muñoz noterade det. Ju mer han undersökte, desto mer intresserad blev han.

I dag, Díaz-Muñoz hoppas att en social syn på virus kan hjälpa forskare att utforma bättre terapier.

Influensavaccin, till exempel, innehålla en försvagad, eller försvagad, variant av ett virus. De framkallar fortfarande ett immunsvar, men de är inte starka nog att göra värdarna sjuka.

Framgångsrika så kallade "fusk"-virus beter sig på samma sätt som dessa försvagade virus. De ökar sin egen chans till evolutionär framgång genom att dra fördel av reproduktionen av andra virus för att hjälpa till med sin egen reproduktion. Vid vissa blandade infektioner, fuskvirusen konkurrerar ut andra virus, men minska den totala konditionen för hela viruspopulationen.

Att veta hur fuskvirus påverkar en viral populations kondition kan leda till nya strategier som använder fuskvirus för att begränsa virusutbrott.

"Det visar sig att många av dessa fuskvirus är ganska potenta stimulatorer av immunsvaret, mer än det faktiska intakta viruset, ", sa Díaz-Muñoz. "Vi känner till villkoren under vilka dessa fuskare genereras så vi kan använda den kunskapen för att generera andra försvagade virus som kanske fungerar bättre som vaccin."