Как бактерии становятся устойчивыми к бактериофагам: открытие новой роли белка Lsr2

Исследователи из лаборатории Грэма Хэтфулла (Питтсбургский университет) впервые детально визуализировали процесс атаки бактериофага на бактерию и обнаружили ключевой механизм устойчивости, связанный с мутацией в гене lsr2. Результаты опубликованы 23 февраля в журнале Nature Microbiology.

Суть открытия

• Учёные использовали безвредный родственник туберкулёзной палочки — Mycobacterium smegmatis — и фаг Fionnbharth.
• Был выделен мутантный штамм бактерии, устойчивый к фагу. Мутация затрагивала ген lsr2.
• С помощью генетически модифицированных флюоресцентных фагов команда в реальном времени отследила, как вирус связывается с клеткой и вводит в неё свою ДНК.

Ключевая роль белка Lsr2

• В норме белок Lsr2 помогает бактерии реплицировать её собственную ДНК.
• При фаговой атаке вирус "перехватывает" этот белок и использует его для репликации собственной (вирусной) ДНК, что в итоге убивает бактериальную клетку.
• Если ген lsr2 повреждён или отсутствует (как у устойчивого мутанта), бактерия не производит этот белок. В результате фаг не может эффективно размножаться и захватить клетку.

"Мы не знали, что Lsr2 имеет какое-либо отношение к бактериофагам", — отметил Грэм Хэтфулл.

Значение работы

• Связь между Lsr2 и устойчивостью к фагам обнаружена впервые.
• Разработанные методы и инструменты визуализации позволяют детально изучать механизмы устойчивости к разным фагам.
• Это открытие важно для развития фаговой терапии, особенно для лечения хронических инфекций (например, при муковисцидозе), и поможет избежать ошибок, приведших к кризису антибиотикорезистентности.

"В этой статье речь идёт только об одном бактериальном белке и устойчивости к одному фагу, — сказал Хэтфулл, — но её значение гораздо шире. Существует множество разных фагов и множество других белков".