Как вирусы решают судьбу бактерии

Попавшим совместно в бактериальную клетку бактериофагам приходится решать, вступать ли им между собой в непримиримую борьбу либо же начать сотрудничать.

Бактериофагами именуют вирусы, поражающие бактериальные клетки. В целом замысел строения у них такой же, как у других вирусов – это нуклеиновая кислота (значительно чаще – ДНК) с записанными в ней генами вируса, заключенная в протеиновую оболочку-капсид.

Бактериофаги на кишечной палочке.(Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.) Бактериофаги под электронным микроскопом. (Фото Dr. Harold Fisher / Visuals Unlimited / Corbis.)‹ ›

Внешний вид у бактериофагов достаточно необычен: их частицы складываются из головки, которая выглядит как верная фигураи в которой находится нуклеиновая кислота, и хвоста, благодаря которому фаг впрыскивает собственную нуклеиновую кислоту в бактерию. У некоторых фагов на хвосте имеется еще нити, похожие на ножки, помогающие им удерживаться на поверхности бактериальной клетки. Со стороны они похожи на какой-то ужасный механизм, и, в то время, когда говорят о вирусах, то значительно чаще воображают как раз фагов, с их ножками и «хвостами».

В зараженной клетке бактериофаги ведут себя так же, как простые вирусы: их нуклеиновая кислота переключает на себя все ресурсы клетки, заставляя бактерию синтезировать вирусные белки и копировать вирусный генетический материал; белки и ДНК вируса планируют в полноценные вирусные частицы, каковые заполняют клетку до отказа, и она в итоге гибнет. Вероятен и второй путь: геном фага встраивается в ДНК бактерии и остаётся в ней на какое-то время, переходя в таком виде много поколений. Позже, в то время, когда фагу это покажется эргономичным, он активируется и запускает «штамповку» новых копий самого себя.

Различные вирусы в большинстве случаев специализируются на различных хозяевах, и бактериофаги – не исключение. Но довольно часто случается так, что в одну и ту же клетку попадают два фага одной разновидности. Что происходит при таких условиях? Соперничают ли они, стремясь вытеснить один другого, либо же сотрудничают?

Исследователи из Техасского университета AM говорят, что бывает и так, и без того, в зависимости от условий, в которых приходится жить бактериофагам.

Опыты ставили с бактериофагом и кишечной палочкой лямбда. Дабы возможно было смотреть за двумя различными их потомками и фагами, их метили четырьмя флуоресцентными метками. Две из них принадлежали белкам вирусной оболочки, и, в случае если в клетке оказались как раз протеиновые метки, это означало, что фаги спешно собирают готовые частицы.

Другие две метки становились видимыми, в случае если у фагов включались гены, несущие ответственность за сохранение вирусного генома в бактериальной ДНК. Оказалось, что, в то время, когда дело доходило до сборки частиц, фаги начинали прямо соперничать между собой – в итоге в клетке оставался лишь кто-то один. Наоборот, в случае если вирусы решали «поспать» в клеточной ДНК, они начинали сотрудничать, поддерживать друг друга встроиться в чужой геном.

Другими словами фагам, появлявшимся совместно в одной клетке, приходилось решать, как жить дальше. Ответ во многом зависело от внешних условий: в случае если бактерий около было большое количество, в случае если среда около была благоприятна для роста бактериальной колонии, то вирусы вступали в гонку, стараясь подавить друг друга числом потомков. Преимущество приобретал тот, кто успел насинтезировать больше ДНК-копий – вирусная ДНК, как мы сообщили выше, оттягивает на себя клеточные ресурсы, нужные для собственного удвоения, исходя из этого тот, чьей ДНК выяснилось больше, лишал ресурсов не только клетку-хозяина, но и соперника. (Тут важно, кто в то время, когда попадает в клетку – у того, кто сделал это первым, будет определенная фора).

В случае если же клеток для размножения появилось мало, и в случае если сама клетка жила не хорошо (так, что в ней не было возможности скоро наделать большое количество вирусной ДНК), вирусы совместно укладывались дремать. Причем они вправду поддерживать друг друга, что было видно в опытах с мутантными бактериофагами: в случае если в клетку попадали два вируса с нехорошими мутациями в различных генах, несущих ответственность за встраивание в чужой геном, то для успешного внедрения они пользовались оставшимися обычными белками друг друга – иными словами, решали проблему сообща. Будучи совместно, мутантные фаги действеннее вставляли себя в бактериальный геном, чем если бы они попали в клетку поодиночке.

Такие совместные действия, как пишут авторы работы в Nature Communications, повышают разнообразие вирусного генома: встраиваясь в бактериальную ДНК, их гены перемешиваются, так что в возможности, в то время, когда дело доходит до синтеза вирусных частиц, из таких сотрудничавших в прошлом вирусов смогут оказаться особи с новым генетическими вариантами. Другими словами, взаимопомощь в тяжёлые времена увеличивала генетическое разнообразие вирусов, а разнообразие – это неизменно прекрасно, потому, что увеличивает шансы на выживание.

В возможности полученные результаты смогут оказать помощь в создании бактерицидных лекарств нового поколения. Как мы знаем, к антибиотикам у микробов скоро появляется устойчивость, и потому на данный момент довольно часто говорят о том, дабы пойти принципиально вторым методом – к примеру, начать применять бактериофаги в качестве противоинфекционного средства, и чем больше мы будем знать о взаимоотношения фагов между собой и с бактериями, тем действеннее будут такие препараты.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Крепкая мужская дружба свойственна и обитателям океанов
• Кольцо с надписью «аллаху» нашли в скандинавской могиле

Микробы убийцыОпасные бактерии и вирусы

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Бактерии и вирусы меняют свой генетический код

  Анализ кодонового фагов и словаря бактерий продемонстрировал, что они отходят от канонических значений генетического кода намного чаще, чем считалось….

• Вирус, пожирающий бактерии, зарядит мобильный

  Ученые В США создали метод применения энергии вирусов, каковые поедают бактерии, чтобы посредством данной энергии заряжать сотовые телефоны. Команда…

• Считать ли вирусы живыми?

  Если судить по их белкам, вирусы появились практически в один момент с старейшими клетками и с того времени развивались как независимая несколько. В…

• Войны вирусов

  Морские одноклеточные защищают себя от огромных вирусов посредством вирофагов. Как мы знаем, вирусы не смогут жить без клетки: они не смогут размножаться…