Биология

Выяснен механизм защиты бактерий от фагов

Andrea Danti/Getty Images

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего выяснили механизм «самоубийства» бактерий, который позволяет защитить их колонию от бактериофагов — вирусов, заражающих бактерии. Две статьи, посвященные открытию, были опубликованы в журнале Molecular Cell.

«Абортивная инфекция — это старая концепция, но она все еще остается спорной. Согласно ей зараженные бактерии жертвуют собой ради остальной популяции, чтобы не разносить бактериофаги дальше, — говорит старший автор работы Кевин Корбетт, кандидат медицинских наук, сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Диего. — Мы долго спорили, логично ли это с эволюционной точки зрения для одноклеточных организмов. Но если мы думаем о бактериях как о сообществе, а не как об отдельных клетках, то такое поведение имеет смысл».

Более ранние работы показали, что некоторые бактерии могут использовать группу белков под названием HORMA в качестве «оборонного пункта» иммунной системы. Ученые были заинтригованы механизмом этого действия, ведь белки HORMA играют ключевую роль в поддержании стабильности генома во время мейоза у млекопитающих.

В ходе своей работы ученые проанализировали ранее секвенированные геномы 75 тысяч различных бактерий. Оказалось, что в 10% всех этих организмов есть мутация, обеспечивающая защиту от бактериофагов с помощью белков HORMA. Тогда ученые клонировали в лаборатории систему, которая теперь называется CBASS, и внедрили ее в искусственный штамм E. coli, который обычно чувствителен к фаговой инфекции. Модифицированный вид бактерий оказался абсолютно устойчив к действию бактериофагов.

Авторы продолжили исследование и выявили ряд биохимических и структурных особенностей системы CBASS, которая содержит несколько белков. Ученые обнаружили, что белки HORMA чувствуют инфекцию, а затем через каскад реакций активируют второй белок, чтобы создать молекулу-«передатчик». Эта молекула, в свою очередь, активирует фермент из группы нуклеаз, который разрушает геном бактерии, убивая клетку. Это позволяет не допустить дальнейшего распространения фаговой инфекции в популяции бактерий.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.