Лизогения
Лизогения (от лизо... и греческого -geneia — происхождение, создание) — это своеобразная форма симбиоза бактерий с некоторыми умеренными бактериофагами. При лизогении фаг присутствует в бактериальной клетке в виде особой, неинфекционной формы, называемой профагом.
Основные положения теории лизогении были сформулированы в начале 1950‑х годов XX века французским микробиологом Андре Львовым.
Клетки, содержащие профаг, называются лизогенными. Способность популяции таких клеток с определённой частотой продуцировать зрелые фаговые частицы называется лизогенностью.
Ключевые характеристики лизогении:
- Устойчивость: Лизогенность — очень устойчивый наследственный признак бактериального штамма. Потеря профага (так называемое «излечение») происходит лишь у очень небольшой части клеток в популяции.
- Иммунитет: Лизогенные клетки приобретают специфический иммунитет к повторному заражению фагом того же типа (гомологичным). Этот иммунитет обеспечивается белком-репрессором, который синтезируется под контролем ДНК профага. Репрессор блокирует экспрессию фаговых генов, ответственных за «вегетативное» размножение и разрушение клетки.
- Лизогенная конверсия: Присутствие профага может наделять бактерию новыми свойствами (например, способностью продуцировать токсин). Этот тип изменчивости, наблюдаемый только при лизогенизации, называется лизогенной конверсией (в отличие от трансдукции, при которой фаг переносит фрагменты бактериальной ДНК).
Лизогения долгое время служила и продолжает служить удобной модельной системой для изучения фундаментальных вопросов генетики, изменчивости и регуляции генной активности у прокариот.
Современный контекст
Сегодня лизогения рассматривается как одна из ключевых стратегий выживания умеренных бактериофагов и важный фактор эволюции и экологии бактерий. Исследования показали, что профаги (совокупность которых называют бактериофагомом) вносят значительный вклад в геном бактерий, кодируя гены, которые могут повышать вирулентность патогенов (как в случае с токсином дифтерии у Corynebacterium diphtheriae или токсином шига у Escherichia coli), обеспечивать устойчивость к антибиотикам или новые метаболические возможности. Явление лизогении широко распространено в природе, особенно в морских экосистемах, где оно играет crucial роль в круговороте углерода и генетическом обмене между микроорганизмами.
См. также: Профаг, Бактериофаг, Лизогенная конверсия.