Модифицированный бактериофаг-«шпион» нападает на бактерии по прямому приказу человека

Вирусы, которые называют бактериофагами, – самые давние естественные враги бактерий. Несколько миллиардов лет «гонки вооружений» между представителями этих царств живых организмов породили изощренные способы защиты и нападения с той и с другой стороны. Недавно ученые из Принстонского университета (США) обнаружили удивительный бактериофаг, который, как настоящий шпион, «подслушивает», как бактерии общаются между собой, чтобы напасть на них в подходящий момент

Социальную коммуникацию изобрели не люди – «общаться» посредством выделения определенных молекул научились еще бактерии. При росте бактериального сообщества число таких молекул достигает критической массы, достаточной, чтобы у бактерий появилось так называемое «чувство общности». Составив «кворум», бактерии могут координировать свое поведение, чтобы дружно начать атаку на клетки организма-хозяина или сформировать биопленку – плотный слой прикрепленных к какой-либо поверхности бактериальных клеток, хорошо защищенных от внешних воздействий.

Фаги взаимодействуют с бактериями двумя способами. В первом случае генетический материал вируса интегрируется в бактериальный геном и удваивается вместе с ДНК клетки-хозяина, не причиняя ей вреда. Во втором случае клетка фактически превращается в фабрику по производству вирусного потомства, и сама разрушается. При этом вирус сильно рискует: если бактерий в окрестностях мало, то новые вирусные клоны не смогут размножаться дальше и погибнут. Вирус VP882 научился снижать этот риск, принимая молекулярные сигналы взаимодействующих бактерий, свидетельствующие об их высокой численности. Делает он это с помощью собственной версии бактериального рецептора, воспринимающего информационные бактериальные молекулы. коммуникации.

Ученые нашли вирусу-«шпиону» практическое применение в качестве противомикробного средства. Фаговая терапия практикуется в медицине уже сотню лет, но VP882 стал первым из всех известных фагов, кто начинает атаковать лишь тогда, когда ему это выгодно, и действия которого легко можно перенаправить. Так и было сделано. После редактирования генома бактериофаг стал способен воспринимать химический сигнал, подаваемый людьми, который будет означать для него, что пора действовать. Проще говоря, теперь мы можем в прямом смысле слова приказать вирусу убить бактерии.

Исследователей привлекла и «всеядность» VP882. Большинство бактериофагов могут инфицировать только специфический вид и даже штамм бактерий. Но только не VP882: судя по экспериментам, к этому вирусу оказались чувствительны эволюционно далекие бактерии кишечной палочки и возбудители холеры и сальмонеллеза. Не исключено, что фаг может поражать и многие другие микроорганизмы.

По мнению ученых, особенно любопытен сам факт передачи информации между разными царствами живых организмов. Ведь зачастую мы не можем полноценно общаться даже с таким существом, как собака, которое, как и мы, принадлежит к тому же классу млекопитающих, что и человек.

После открытия свойств VP882 ученые продолжили поиск и обнаружили другие вирусы, которые также могут извлекать информацию из межбактериального «общения» и использовать ее себе на пользу. Это открывает новые перспективы по созданию терапевтических бактериофагов.

Фото: https://www.flickr.com

Подготовила Мария Перепечаева

: 20.12.2018