bakterii
Фото: Design_Cells

Некоторые бактериальные клетки научились “защищаться” от бактериофагов

1975
10 мая 2019

Ученые из Индианского университета (США) обнаружили механизм, благодаря которому некоторые бактерии “защищают” себя от бактериофагов и таким образом выживают. Делают микроорганизмы это путем “воровства” генетического материала у своих “врагов”. Детальное понимание этого процесса помогло бы ученым продвинуться в борьбе с “супербактериями”. Научная работа на данную тему была опубликована в журнале Current Biology.

Биосфера Земли полна колоний бактерий. Часть из них полезна для  животного мира (в том числе и человека), другая опасна и может навредить. К счастью, у этих бактерий есть свои вирусы, которые их убивают — это инфекционные агенты, поражающие чувствительные к ним бактериальные клетки. В природе такие вирусы получили название бактериофаги (фаги).

Бактериофаги напоминают собой кристалл на ножках. “Садясь” на бактериальную клетку, фаг прилипает к ее поверхности, а затем протыкает стенку специальным “хвостом”, через который впрыскивает свой генетический материал. Этот материал берет под контроль все энергетические ресурсы клетки и переключает их на синтез белков и копий ДНК фага. После чего клетка растворяется.

Согласно данным биологов, бактериофаги уничтожают половину мировой популяции бактерий каждые двое суток. Именно поэтому микроорганизмы не покрывают всю поверхность Земли толстым слоем “бактериальной пленки” — если бы фагов не было, микробы сделали бы это за несколько дней.

Недавно ученые из США выяснили, что бактерии отряда Caulobacterales — обитатели почвы и воды, смогли разработать своего рода противоядие от бактериофагов. Они научились использовать “орудие войны” фагов — ген SpmX, в спасательных целях — для роста и размножения.

При помощи рентгеновской кристаллографии ученым удалось создать трехмерную модель SpmX и родственных белковых структур бактериофага. После тщательного анализа исследователи обнаружили поразительное сходство между новым геном бактерий SpmX и геном SpmX фага, разрушающим микроб.

“Несмотря на то, что этот ген бактерий был очень похож на ген фагов, мы выявили в нем специфическую мутацию. Аминокислоты в некоторых белках, которые были расположены в такой последовательности, которая должна была бы просто расщепить бактериальную клетку, утратили свойства “врага” и вместо этого начали помогать SpmX определять будущую форму и позицию бактериального стебля Caulobacterales”, — объясняет профессор Амелия Рандич, ведущий автор исследования. — “По сути, бактерии научились использовать смертельный генетический материал фагов в своих целях”

Генетический анализ показал, что бактерии переняли и перенастроили ген бактериофагов SpmX приблизительно 1 миллиард лет назад.

Ученые надеются, что понимание того, как именно бактерии создают из генетического материала фагов новые гены и используют их в защитных целях, поможет в будущем найти совершенный способ борьбы против “супербактерий” — микробов, которые выработали устойчивость к антибиотикам.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Связь с редакцией по электронной почте

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter

Источник: Current Biology

Всего комментариев: 0

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваш email не будет опубликован.

девятнадцать − 1 =

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: