Международная группа учёных из Сколтеха и научных центров в Швеции и Швейцарии провели исследования. Результаты этих исследований помогли лучше понять, как устроено взаимодействие между бактериями и фагами — вирусами, заражающими клетки бактерий. По словам учёных, открытие может стать важным этапом на пути развития новых способов борьбы с инфекциями. Работа уже опубликована в журнале Cell Reports. Об этом рассказали информационной службе Хабра в пресс‑службе Сколтеха. Структура комплекса SAM-лиазы фага Т3 с SAM-синтазой E. coli.
Как заявили исследователи, микроорганизмы, вызывающие заболевания, становятся всё устойчивыми к действию антибиотиков. Сейчас по всему миру идёт поиск новых способов борьбы с патогенными бактериями, один из таких способов — это фаговая терапия. Бактериофаги представляют собой природных «хищники» и врагов бактерий, обладающих высокой специфичностью к распознаванию конкретных видов. Бактериофаги безопасны для человека и имеют природное происхождение. Их можно обнаружить везде, где есть жизнь и бактерии. Фаги изучали более ста лет назад, но интерес учёных к ним снизился из‑за создания антибиотиков.
Руководитель Лаборатории анализа метагеномов и соавтор исследования Артём Исаев рассказал, что его лаборатория занимается исследованием новых систем бактериального иммунитета. По его словам, в последние годы биоинформатики предсказали очень много новых противовирусных систем и возникла практически целая область под названием микробная иммунология.
Для большинства этих систем не установлены молекулярные механизмы действия, поэтому один из способов понять, как работает микробный иммунитет, заключается в выяснении, почему вирусы научились справляться с его действием.
Специалисты сравнили взаимодействие между вирусами и бактериями, с гонкой вооружений: у бактерий появляется новая стратегия защиты, оказывающая сильное давление на фаги. Как заявили учёные, скоро могут возникнуть варианты фагов, научившихся каким‑то образом противодействовать иммунитету бактерий. Это запустит новый этап адаптации со стороны бактерий, а такая активная конкуренция приводит к возникновению огромного разнообразия противовирусных систем.
В своей работе учёные исследовали систему иммунитета BREX (от англ. bacteriophage exclusion) представляющую собой защитный механизм бактерий в борьбе с фагами. Кроме того, исследователи показали, что бактериофаг Т3 способен инфицировать BREX‑культуру, только если экспрессирует специальный фермент — SAM‑лиазу, разрушающий S‑аденозилметионин, важный клеточный метаболит. Артём Исаев
Руководитель Лаборатории анализа метагеномов и соавтор исследования
«SAM используется как донор метильных групп, которые могут регулировать экспрессию генов, а в случае BREX‑системы метильная группа также служит меткой, позволяющей бактерии отличить собственную ДНК от неметилированной ДНК вируса. Однако оказалось, что как раз‑таки метилирующая функция BREX не была затронута при экспрессии SAM‑лиазы, в то время как BREX‑защита была нарушена. Можно предположить, что SAM также является кофактором, необходимым для ингибирования вирусной инфекции BREX‑системой».
По словам исследователей, во многих странах создаются банки бактериофагов и развиваются проекты, позволяющие модифицировать вирусные частицы так, чтобы можно было сконструировать бактериофаг, эффективный против патогенного микроорганизма, обнаруженного в организме конкретного пациента.
Новая работа международной группы учёных вносит вклад в создание сети взаимодействий между вирусными антизащитными белками и системами бактериального иммунитета. Это необходимо будет учитывать на следующем этапе развития фаговой терапии, при создании фагов, способных целенаправленно уничтожать клетки «нежелательных» микроорганизмов.
Источник новости: habr.com
