एक वायरस तब "बीमार" हो जाता है जब कोई दूसरा वायरस उसके कार्य को ख़राब कर देता है। इसमें अक्सर मेजबान कोशिका के भीतर नियंत्रण की लड़ाई शामिल होती है। सैटेलाइट वायरस, जैसे कि हाल ही में खोजे गए "मिनीफ्लेयर", अन्य वायरस से जुड़ सकते हैं और उनके व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं। वायरल इंटरैक्शन, विशेष रूप से उपग्रह और सहायक वायरस को समझना, संभावित एंटीवायरल रणनीतियों में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करता है और वायरल अनुसंधान और उपचार के लिए व्यापक निहितार्थ हैं।
लेखक: इवान एरिल, जैविक विज्ञान के प्रोफेसर, मैरीलैंड विश्वविद्यालय, बाल्टीमोर काउंटी
क्या आपने कभी सोचा है कि जो वायरस आपको बुरी तरह से सर्दी-जुकाम देता है, वह आपको सर्दी-जुकाम का कारण भी बन सकता है? यह जानकर तसल्ली हो सकती है कि हां, वायरस आपको बीमार बनाते हैं। इससे भी बेहतर, कर्म के कारण अपराधी कोई और वायरस निकला।
इंसानों की तरह वायरस भी दूसरे वायरस से बीमार हो सकते हैं। मिनीफ्लेयर जैसे उपग्रह वायरस का माइंडफ्लेयर जैसे अन्य वायरस से जुड़ाव इस घटना को प्रदर्शित करता है, जो हमें वायरल व्यवहार में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने और नए एंटीवायरल थेरेपी विकसित करने का एक संभावित तरीका प्रदान करता है।
वायरस बीमार हो जाते हैं क्योंकि उनके सामान्य कार्यों से समझौता हो जाता है। जब कोई वायरस किसी कोशिका में प्रवेश करता है, तो वह या तो निष्क्रिय पड़ा रह सकता है या तुरंत अपनी प्रतिकृति बनाना शुरू कर सकता है। प्रतिकृति प्रक्रिया के दौरान, वायरस कोशिका के आणविक कारखानों पर कब्ज़ा कर लेता है, अपनी बड़ी प्रतियां बनाता है, और फिर कोशिका से अलग हो जाता है, जिससे नई प्रतियां स्वतंत्र रूप से विकसित होने लगती हैं।
हालाँकि, कभी-कभी कोई वायरस किसी कोशिका में प्रवेश करता है और उसे पता चलता है कि उसका नया अस्थायी घर पहले से ही किसी अन्य निष्क्रिय वायरस का घर है, और इसके बाद कोशिका पर नियंत्रण की लड़ाई होती है जिसे कोई भी पक्ष जीत सकता है।
लेकिन कभी-कभी, जब कोई वायरस किसी कोशिका में प्रवेश करता है, तो उसे एक विशेष रूप से बुरा किरायेदार मिल जाता है: आने वाले वायरस का शिकार करने के लिए एक और वायरस।
मैं एक जैव सूचना विज्ञानी हूं और मेरी प्रयोगशाला वायरस के विकास का अध्ययन करती है। हम अक्सर "वायरस के वायरस" का सामना करते हैं, लेकिन हमने हाल ही में कुछ नया खोजा है: एक वायरस दूसरे की गर्दन काटता है।
जीवविज्ञानी दशकों से जानते हैं कि वायरस जो अन्य वायरस का शिकार करते हैं, जिन्हें वायरल "उपग्रह" के रूप में जाना जाता है, मौजूद हैं। 1973 में, बैक्टीरियोफेज पी2, एक वायरस जो आंत में ई. कोली को संक्रमित करता है, का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं ने पाया कि संक्रमण के परिणामस्वरूप कभी-कभी कोशिकाओं में दो अलग-अलग प्रकार के वायरस मौजूद होते हैं: फेज पी2 और फेज पी4।
फेज पी4 मेजबान कोशिका के गुणसूत्र में एकीकृत हो सकता है और निष्क्रिय रह सकता है। जब P2 किसी कोशिका को संक्रमित करता है जिसमें पहले से ही P4 मौजूद है, तो अव्यक्त P4 जल्दी से जाग जाता है और अपने सैकड़ों छोटे वायरस कण बनाने के लिए P2 के आनुवंशिक निर्देशों का उपयोग करता है। बिना सोचे-समझे पी2 भाग्यशाली है, भले ही वह कई बार इसकी नकल कर सके। इस मामले में, जीवविज्ञानी पी2 को "सहायक" वायरस कहते हैं क्योंकि उपग्रह पी4 को प्रतिकृति बनाने और फैलने के लिए पी2 की आनुवंशिक सामग्री की आवश्यकता होती है।
बाद के शोध से पता चला कि अधिकांश जीवाणु प्रजातियों में उपग्रह-सहायता प्रणालियों का एक विविध सेट होता है, जैसे कि पी4-पी2 प्रणाली। लेकिन वायरल उपग्रह बैक्टीरिया तक ही सीमित नहीं हैं। 2003 में, सबसे बड़े ज्ञात वायरस, मिमिवायरस की खोज के तुरंत बाद, वैज्ञानिकों ने इसके उपग्रह की भी खोज की और इसे "स्पुतनिक" नाम दिया। पादप विषाणु उपग्रह, जो अन्य विषाणुओं की प्रतीक्षा में पादप कोशिकाओं में निष्क्रिय रहते हैं, भी आम हैं और फसलों के लिए महत्वपूर्ण परिणाम हो सकते हैं।
हालाँकि शोधकर्ताओं ने जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में उपग्रह-सहायता प्राप्त वायरस प्रणालियों की खोज की है, लेकिन जीव विज्ञान के लिए उनके महत्व को कम आंका गया है। सबसे स्पष्ट रूप से, वायरस उपग्रहों का उनके "सहायक" वायरस पर सीधा प्रभाव पड़ता है, जो अक्सर उन्हें अक्षम कर देता है लेकिन कभी-कभी उन्हें अधिक प्रभावी हत्यारा बना देता है। हालाँकि, यह संभवतः जीव विज्ञान में उनका सबसे छोटा योगदान है।
उपग्रह और उनके "सहायक" अभी भी अंतहीन विकासवादी हथियारों की दौड़ में लगे हुए हैं। उपग्रहों ने सहायकों का शोषण करने के लिए नए तरीके विकसित किए, और सहायकों ने उपग्रहों को विफल करने के लिए जवाबी उपाय विकसित किए। चूंकि दोनों पक्ष वायरस हैं, इसलिए इस गृह युद्ध के नतीजे में कुछ दिलचस्प चीजें शामिल होनी चाहिए: एंटीवायरल दवाएं।
हाल के शोध से पता चलता है कि कई एंटीवायरल प्रणालियाँ बैक्टीरिया में विकसित हुई हैं, जैसे कि जीन संपादन में उपयोग की जाने वाली CRISPR-Cas9 आणविक कैंची, बैक्टीरियोफेज और उनके उपग्रहों से उत्पन्न हुई हो सकती हैं। कुछ हद तक विडंबना यह है कि सहायक वायरस और उनके उपग्रह वायरस में टर्नओवर और उत्परिवर्तन की उच्च दर होती है, जो उन्हें एंटीवायरल हथियारों के लिए एक विकासवादी हॉटस्पॉट बनाती है। एक-दूसरे को हराने के लिए, उपग्रह वायरस और सहायक वायरस शोधकर्ताओं के शोषण के लिए एंटीवायरल प्रणालियों की एक अद्वितीय श्रृंखला प्रस्तुत करते हैं।
वायरल उपग्रहों में वायरस से लड़ने की रणनीतियों के बारे में शोधकर्ताओं की समझ को बदलने की क्षमता है, लेकिन उन्हें समझने के लिए अभी भी बहुत कुछ किया जाना बाकी है। हमारे हालिया काम में, मेरे सहयोगी और मैं एक उपग्रह फ़ेज़ का वर्णन करते हैं जो पहले से ज्ञात उपग्रहों से पूरी तरह से अलग है और जिसने जीवन का एक अनोखा और विचित्र तरीका विकसित किया है।
बाल्टीमोर काउंटी के मैरीलैंड विश्वविद्यालय में फेज शिकारियों ने मिट्टी के जीवाणु स्ट्रेप्टोमाइसेस स्केबीज से मिनीफ्लेयर नामक एक उपग्रह फेज को अलग किया। अध्ययन में पाया गया कि मिनीफ्लेयर का फेज माइंडफ्लेयर नामक सहायक वायरस से गहरा संबंध है, जो स्ट्रेप्टोमाइसेस स्केबीज को संक्रमित करता है। हालाँकि, आगे के शोध से पता चला कि MiniFlayer कोई साधारण सैटेलाइट वायरस नहीं है।
मिनीफ़्लेयर हाइबरनेट करने की क्षमता खोने वाला पहला ज्ञात उपग्रह फ़ेज़ है। कोशिकाओं में सहायकों के प्रवेश की प्रतीक्षा करने में असमर्थता उपग्रह चरणों के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती है। यदि आपको प्रतिकृति बनाने के लिए किसी अन्य वायरस की आवश्यकता है, तो आप यह कैसे सुनिश्चित करेंगे कि यह उसी समय कोशिका में प्रवेश कर जाए जब आप प्रतिकृति बना रहे हैं?
विकासवादी धैर्य और हॉरर-मूवी आविष्कारशीलता के साथ मिनीफेज इस चुनौती का सामना करते हैं। MiniFlayer ने बैठ कर इंतज़ार नहीं किया, बल्कि पहल की। ड्रैकुला और एलियन से संकेत लेते हुए, सैटेलाइट फेज ने एक छोटा उपांग विकसित किया है जो पिशाच की तरह अपने सहायक की गर्दन काट सकता है। साथ में, संदिग्ध सहायक और उसके यात्री एक नए मेजबान की तलाश करते हैं, जहां वायरल ड्रामा फिर से चलेगा। हम अभी भी नहीं जानते कि "मिनी किलर" ने अपने सहायक को कैसे वश में किया, न ही यह कि "साइक किलर" ने जवाबी उपाय विकसित किए हैं या नहीं।
यदि हालिया महामारी ने हमें कुछ सिखाया है, तो वह यह है कि हमारी एंटीवायरल दवाओं की आपूर्ति काफी सीमित है। वायरस और उनके उपग्रह वायरस (जैसे कि "मिनी-किलर्स" की उनके सहायकों की गर्दन पर पकड़ बनाने की क्षमता) की जटिल, आपस में जुड़ी हुई और कभी-कभी शिकारी प्रकृति का अध्ययन करने से एंटीवायरल उपचार के लिए नए रास्ते खुलने की संभावना है।