П’ятниця, 29 Березня, 2024
Головна Світ Величезні бактеріофаги можуть показати вам, як перемогти бактерії

Величезні бактеріофаги можуть показати вам, як перемогти бактерії

Viktoriya
0 коментар
Фото Adobe Stock

Деякі віруси, які атакують бактерії (бактеріофаги), захищають свій генетичний матеріал від захисних механізмів бактерій, інкапсулюючи його в спеціальну білкову оболонку. Цей механізм може знайти застосування в лікуванні стійких до антибіотиків бактеріальних інфекцій, повідомляє Nature.

Антибіотики набули широкого застосування під час Другої світової війни і зробили революцію в лікуванні хвороб, викликаних бактеріями. Однак бактерії стають все більш стійкими до цих препаратів. Експерти прогнозують, що до 2050 року бактерії, стійкі до лікування, можуть вбивати 10 мільйонів людей на рік.

Тим часом віруси, які називаються бактеріофагами, успішно перемагають захисні механізми бактерій протягом сотень мільйонів років.

Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго (США) провели дослідження (DOI: на так званих гігантських фагах («Jumbo Phages»), особливо на 201phi2-1, який інфікує бактерії Pseudomonas chlororaphis.

Більшість фагів, які інфікують бактерії Pseudomonas, мають геноми менше 100 000 пар основ, тоді як гігантські фаги мають більше 200 000 пар основ.

Великий геном потрібно належним чином захистити. Більш ранні дослідження показали, що ці віруси покривають його своєрідним білковим щитом. Генетичний матеріал, захищений таким чином, нагадує клітинне ядро ​​еукаріотів, тобто організмів, які включають найпростіші, рослини, тварин і людину.

До недавнього часу вчені вважали, що оболонка генетичного матеріалу і його відділення від внутрішнього відбулося лише один раз в ході еволюції – у еукаріот. У випадку прокаріотів (переважно бактерій) відкритий генетичний матеріал просто плаває всередині клітини.

У більшості випадків фаги батареї прикріплюються до бактеріальної клітини та вводять свій генетичний матеріал усередину неї, де він плаває в цитоплазмі. Це дає можливість перехопити продуктивні сили клітини і виробляти численні копії бактеріофага. Однак гігантські бактеріофаги відразу після введення матеріалу в бактерії оточують їх ДНК оболонкою.

«Це інший тип бар’єру — на відміну від усього, що ми коли-небудь бачили в природі», — сказала біофізик Каліфорнійського університету в Сан-Дієго Елізабет Вілла.

Цей фізичний бар’єр захищає вірусну ДНК від інактивації системою захисту бактерій CRISPR та іншими ферментами (до речі, CRISPR — це та сама система, яку вчені використовують для модифікації геному).

Ретельний аналіз за допомогою кріоелектронної мікроскопії та томографії показав, що оболонка складається лише з одного типу білка. Їх називали хімалінами – на честь Чімаллі, багато прикрашеного традиційного щита, який використовували ацтекські воїни.

Використовуючи комп’ютерну модель, вчені виявили, що щит, який захищає ДНК фага, дозволяє молекулам вибірково проходити через крихітні пори. Те ж саме стосується мембрани, що оточує ядро ​​клітини еукаріотів, тому це було б прикладом конвергентної еволюції, тобто незалежного вирішення однієї біологічної проблеми двома неспорідненими організмами.

«Ядерна пора в еукаріотах — це величезна, складна структура з дуже характерними способами захоплення більшості білків, але особливо імпорту інших. Те, на що ми, ймовірно, маємо справу з гігантським фагом, — це набагато простіший метод вирішення тієї ж проблеми, пояснює біохімік Кевін Корбетт. «Це надзвичайно креативне рішення — схоже, але простіше — захистити геном від зовнішнього світу, побудувавши стіну, яка відокремлює його від захисту від бактерій».

Інтригуючою і поки що нез’ясованою особливістю фагового щита є його здатність рости в міру реплікації геному фага. Вчені підозрюють, що оболонка, ймовірно, розірветься, щоб до неї прикріпилося більше хімалінових одиниць, які утворюються під час інфекції.

«Тепер, коли ми знаємо, що деякі фаги мають щит, ми можемо передати його іншим фагам і створити «суперфаги», які краще справляються з фаговою терапією та подоланням захисту бактерій», — каже клітинний біолог Джо Польяно.

«Першим кроком у цьому процесі є розуміння структури білка хімалін, який утворює оболонку, що є однією з причин такої важливості цієї роботи», — додає він.

Фаготерапія вже використовується для успішного лікування пацієнтів, інфікованих супербактеріями. Можливо, завдяки йому також вдасться виправити аномальні мікробіоми кишечника. (PAP)

Автор: Павел Верніцкі

pmw / agt /

Фото Adobe Stock

Вам також може сподобатися

Залишити коментар

logo-white-pm01b2b7nunhv7th1h0wv9paqywf0y9jkmr1fsjdd2

MyUkraina – найсвіжіщі новини України і всього світу на кожен день. Хочете бути в курсі всіх подій – підписуйтесь і будьте за нами!!!


Notice: Функцію WP_Object_Cache::add було викликано неправильно. Cache key must not be an empty string. Будь ласка, перегляньте Виправлення помилок у WordPress для більш детальної інформації. (Це повідомлення додане у версії 6.1.0.) in /home2/rikcomua/domains/myukraina.com.ua/wp-includes/functions.php on line 6031

©2022 MyUkraina.com.ua, Медіа-компанія – усі права захищено.

Цей веб-сайт використовує файли cookie для покращення вашого досвіду. Ми будемо вважати, що ви з цим узгоджені, але ви можете відмовитися, якщо хочете. Прийняти Детальніше

Політика конфіденційності та файлів cookie