Навигация по сайтуНавигация по сайту

Ученые разгадали родной язык бактериофагов

25 января 2017г. в 00:08 | Медицинские новости

Вирус, нападающий на бактерию, прислушивается к сообщениям своих собратьев, чтобы узнать, как лучше произвести атаку на хозяина.

Вирусы, которых называют бактериофагами, нападают на бактерии и используют их для того, чтобы произвести как можно больше копий самих себя. В ходе недавнего исследования ученые обнаружили, что они также могут общаться между собой.

Вирусы воспринимают химические сигналы, оставленные их предшественниками, чтобы понять, что лучше - убить жертву или населить ее.

Сделанное открытие (у вирусов, атакующих сенную палочку) является первым в своем роде, так как ранее никакого типа вирусной коммуникации не обнаруживалось. Исследователи утверждают, что несмотря на то, что они открыли коммуникацию у вирусов, инфицирующих именно сенную палочку, скорее всего, множество других бактериофагов также обладают своим молекулярным языком и  могут с его помощью общаться между собой. В их число входят, вероятно, и вирусы, возбуждающие болезни у человека. Если эта гипотеза подтвердится, то ученые смогут разработать технику прерывания вирусной коммуникации, что уменьшит количество вирусных атак и существенно снизит их успешность.

Секретный вирусный код был замечен исследовательской группой под руководством Ротема Сорека (Rotem Sorek), генетика-микробиолога из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль. Результаты проделанного ими исследования были опубликованы в научном журнале “Nature“ 18 января 2017 г.

«Это исследование станет одним из революционных», - утверждает микробиолог Марта Клоки (Martha Clokie), изучающая вирусы, которые инфицируют бактерии (известные как бактериофаги, или просто фаги), в Университете Лестера, Великобритания.

Сигналы инфекций

Исследовательская команда Ротема Сорека пыталась подтвердить, что бактерии сенные палочки способны предупреждать другие бактерии своего вида, когда на них нападают бактериофаги. Ученым уже было известно, что бактерии могут общаться со своими собратьями, выделяя секрет и воспринимая целый ряд химических веществ. Явление, называемое чувством кворума (дистанционное микроб-микробное взаимодействие), позволяет бактериям приспосабливать свое поведение на основе того, какое количество бактерий находится вокруг них. Например, бактерии применяют чувство кворума с целью решить, следует ли им начать процесс деления.

Вместо этого команда, к своему удивлению, обнаружила, что захватчик сенной палочки - бактериофаг под названием phi3T - продуцирует химические вещества, влияющие на поведение других вирусов.

Бактериофаги инфицируют клетки двумя способами. Обычно они «взламывают» клетку-хозяина и в ней репродуцируются до тех пор, пока хозяин буквально не взорвется и не умрет. Однако иногда бактериофаги оставляют собственный генетический материал в геноме хозяина, который затем дремлет, пока какой-либо инициирующий фактор снова не запустит у него механизм репродуцирования.

Обнаруженная вирусная коммуникация оказывает влияние на то, как бактериофаг phi3T инфицирует хозяина.

Сначала исследовательская группа внедрила фаг phi3T в пробирку с сенной палочкой и установила, что вирус уничтожал бактерию. Затем ученые отфильтровали содержимое пробирки от бактериофагов и бактерий, оставив внутри прежнюю кондиционируемую среду, содержащую мелкие белки, и перелили эту питательную среду к свежим культурам фагов и бактерий. Это изменило поведение бактериофагов: в большинстве случаев фаги стали внедрять свой генетический материал в сенные палочки, а не убивать их. Исследовательская команда назвала загадочную молекулу, которую они считают медиумом в данном процессе, «арбитриумом» (в честь латинского слова ‘arbitrium’, означающего «решение») и принялась выяснить, что она собой представляет.

«Слишком хорошо»

После 2,5 лет исследований Ротем Сорек и его коллега Зохар Эрез (Zohar Erez) установили, что арбитриум является коротким вирусным белком, испускаемым инфицированной бактерией после ее смерти. Когда уровень концентрации арбитриума возрастает, то есть после того, как умерло достаточное количество бактерий, бактериофаги перестают убивать оставшиеся бактерии, а вместо этого они оставляют свой генетический материал дремать в их геноме и ждать шанса проявить себя. Ротем Сорек, Зохар Эрез и их коллеги обнаружили еще два других белка у phi3T, измеряющих уровень концентрации арбитриума и оказывающих воздействие на природу последующих инфекций.

«Мысль понятна, - утверждает Питер Финеран (Peter Fineran), генетик-микробиолог из Университета Отаго в Данидине, Новая Зеландия. - Если у фагов заканчиваются хозяева, они попытаются ограничить масштабы разрушения и спокойно подождать и отсидеться, пока бактерии не восстановят свою популяцию».

Новое исследование «слишком хорошо, - как признается Марта Клоки. - Я тоже раздумывала над тем, чтобы проделать эти эксперименты». Исследовательница верит, что остальные микробиологи, изучающие поведение бактериофагов, вскоре обнаружат следы новых систем вирусной коммуникации и у других фагов. Команда Ротема Сорека обнаружила более 100 других, подобных арбитриуму систем, большинство из которых были найдены в геноме других вирусов, атакующих сенную палочку. «Фаги выходят на связь на разных частотах. Они разговаривают на разных языках и могут понимать только знаки своего языка», - добавляет ученый.

Он также размышляет над тем, могут ли общаться друг с другом вирусы, которые поражают более сложные организмы, например, людей. Дело в том, что, например, ВИЧ и герпес могут быть как активными, так и латентными (скрытыми) инфекциями, замечает ученый: «Если бы у Вас была молекула, которая могла бы погружать вирусы в абсолютную латентность, это было бы превосходным лекарством».

Похожие статьи

Вперед Назад

Комментарии

Комментарии отсутствуют

Выберите себе хорошего специалиста!

Понравилось? Поделитесь с друзьями или разместите у себя: