РНК и ДНК вирусы: двухфазный механизм коллективной адаптации и гетерогенности

Сергей Борисович Орлов

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

РНК и ДНК вирусы: двухфазный механизм коллективной адаптации и гетерогенности

С. Б. Орлов

2026-06-25

https://doi.org/10.24108/preprints-3115469

Вирусы обычно рассматривают как паразитов, а горизонтальный перенос генов — как случайный побочный эффект. Данная работа предлагает иной взгляд, последовательно обосновывая его, а не просто постулируя. На основе известных фактов — архитектуры вирусной частицы, повышенной частоты переноса генов в биоплёнках, существования защитных систем CRISPR и абортивной инфекции — автор реконструирует древнюю двухфазную систему, в которой РНК- и ДНК-вирусы выполняли разные, но взаимодополняющие функции. Показано, что вирусный обмен закономерно ведёт к возникновению клеточной гетерогенности, дифференцировки и, в конечном счёте, многоклеточности. Половое размножение интерпретируется как контролируемый наследник этого механизма. Современные вирусы — не изначальные враги, а деградировавшие остатки некогда полезного инструмента. Гипотеза делает проверяемые предсказания и предлагает конкретные экспериментальные протоколы, в том числе по ускорению адаптации к антибиотикам с помощью РНК-вирусов.

Ссылка для цитирования:

Орлов С. Б. 2026. РНК и ДНК вирусы: двухфазный механизм коллективной адаптации и гетерогенности. PREPRINTS.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3115469

Список литературы

1. Drake, J. W. (1991). A constant rate of spontaneous mutation in DNA-based microbes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 88(16), 7160-7164.

2. Miller, M. B., & Bassler, B. L. (2001). Quorum sensing in bacteria. Annual Review of Microbiology, 55(1), 165-199.

3. Fokine, A., & Rossmann, M. G. (2014). Molecular architecture of tailed double-stranded DNA phages. Bacteriophage, 4(1), e28281.

4. Casjens, S. R. (2011). The DNA packaging motor of bacteriophage P22. In Viral Molecular Machines. Springer.

5. Craigie, R., & Bushman, F. D. (2012). HIV DNA integration. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2(7), a006890.

6. Campbell, A. (2003). The future of bacteriophage biology. Nature Reviews Genetics, 4(6), 471-477.

7. Flemming, H. C., & Wingender, J. (2010). The biofilm matrix. Nature Reviews Microbiology, 8(9), 623-633.

8. Stoodley, P., Sauer, K., Davies, D. G., & Costerton, J. W. (2002). Biofilms as complex differentiated communities. Annual Review of Microbiology, 56(1), 187-209.

9. Sanjuán, R., & Domingo-Calap, P. (2016). Mechanisms of viral mutation. Cellular and Molecular Life Sciences, 73(23), 4433-4448.

10. Stern, A., & Sorek, R. (2011). The phage-host arms race: shaping the evolution of microbes. BioEssays, 33(1), 43-51.

11. Barton, N. H., & Charlesworth, B. (1998). Why sex and recombination? Science, 281(5385), 1986-1990.

12. Koonin, E. V., & Dolja, V. V. (2014). Virus world as an evolutionary network of viruses and capsidless selfish elements. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 78(3), 278-303.

13. Lynch, M. (2010). Evolution of the mutation rate. Trends in Genetics, 26(8), 345-352.

14. Wilson, D. S., & Wilson, E. O. (2007). Rethinking the theoretical foundation of sociobiology. The Quarterly Review of Biology, 82(4), 327-348.

15. Waters, C. M., & Bassler, B. L. (2005). Quorum sensing: cell-to-cell communication in bacteria. Annual Review of Cell and Developmental Biology, 21, 319-346.

16. Lindahl, T. (1993). Instability and decay of the primary structure of DNA. Nature, 362(6422), 709-715.

17. Houseley, J., & Tollervey, D. (2009). The many pathways of RNA degradation. Cell, 136(4), 763-776.

18. Johnston, C., Martin, B., Fichant, G., Polard, P., & Claverys, J. P. (2014). Bacterial transformation: distribution, shared mechanisms and divergent control. Nature Reviews Microbiology, 12(3), 181-196.

19. Cabezón, E., Ripoll-Rozada, J., Peña, A., de la Cruz, F., & Arechaga, I. (2015). Towards an integrated model of bacterial conjugation. FEMS Microbiology Reviews, 39(1), 81-95.

20. Chiang, Y. N., Penadés, J. R., & Chen, J. (2019). Transduction. In Encyclopedia of Microbiology (4th ed.). Academic Press.

21. Sørensen, S. J., Bailey, M., Hansen, L. H., Kroer, N., & Wuertz, S. (2005). Studying plasmid horizontal transfer in situ: a critical review. FEMS Microbiology Reviews, 29(4), 773-794.

22. Madsen, J. S., Burmølle, M., Hansen, L. H., & Sørensen, S. J. (2012). The interconnection between biofilm formation and horizontal gene transfer. FEMS Immunology & Medical Microbiology, 65(2), 183-195.

23. Ptashne, M. (2004). A Genetic Switch: Phage Lambda Revisited. Cold Spring Harbor Laboratory Press.

24. Duffy, S. (2018). Why are RNA virus mutation rates so damn high? PLoS Biology, 16(8), e3000003.

25. Michod, R. E. (2007). Evolution of individuality during the transition from unicellular to multicellular life. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(Suppl 1), 8613-8618.

26. Fortier, L. C., & Sekulovic, O. (2013). Importance of prophages to bacterial adaptation and host-pathogen interactions. Virulence, 4(5), 358-366.

27. Nowak, M. A. (2006). Evolutionary Dynamics: Exploring the Equations of Life. Harvard University Press.

28. Shapiro, J. A. (2011). Evolution: A View from the 21st Century. FT Press.

29. Davidson, E. H. (2006). The Regulatory Genome: Gene Regulatory Networks in Development and Evolution. Academic Press.

30. Primakoff, P., & Myles, D. G. (2002). Penetration, adhesion, and fusion in mammalian sperm-egg interaction. Science, 296(5576), 2183-2185.

31. Koonin, E. V. (2016). Viruses and mobile elements as drivers of evolutionary transitions. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 371(1701), 20150442.

32. Villarreal, L. P. (2005). Viruses and the Evolution of Life. ASM Press.

33. JoVE Science Education Database. (2024). Retrovirus Integration. Journal of Visualized Experiments.

34. Roberts, R. J. (2005). How restriction enzymes became the workhorses of molecular biology. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102(17), 5905-5908.

35. Tock, M. R., & Dryden, D. T. (2005). The biology of restriction and anti-restriction. Current Opinion in Microbiology, 8(4), 466-472.

36. Lopatina, A., Tal, N., & Sorek, R. (2020). Abortive infection: bacterial suicide as an antiviral immune strategy. Annual Review of Virology, 7, 371-384.

37. Chopin, M. C., Chopin, A., & Bidnenko, E. (2005). Phage abortive infection in lactococci: variations on a theme. Current Opinion in Microbiology, 8(4), 473-479.

38. Barrangou, R., & Doudna, J. A. (2016). Applications of CRISPR technologies in research and beyond. Nature Biotechnology, 34(9), 933-941.

39. Marraffini, L. A. (2015). CRISPR-Cas immunity in prokaryotes. Nature, 526(7571), 55-61.

40. Koonin, E. V., Senkevich, T. G., & Dolja, V. V. (2006). The ancient virus world and evolution of cells. Biology Direct, 1(1), 29.

41. Forterre, P. (2010). Defining life: the virus viewpoint. Origins of Life and Evolution of Biospheres, 40(2), 151-160.

42. Moreira, D., & López-García, P. (2009). Ten reasons to exclude viruses from the tree of life. Nature Reviews Microbiology, 7(4), 306-311.

43. Villarreal, L. P., & Witzany, G. (2013). Rethinking quasispecies theory: from fittest type to cooperative consortia. World Journal of Biological Chemistry, 4(4), 79.

44. Popper, K. R. (1959). The Logic of Scientific Discovery. Basic Books.

45. Boyd, E. F. (2012). Bacteriophage-encoded bacterial virulence factors and phage-pathogenicity island interactions. Advances in Virus Research, 82, 91-118.

46. Tang, F., et al. (2009). mRNA-Seq whole-transcriptome analysis of a single cell. Nature Methods, 6(5), 377-382.

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ

Использование куки-файлов