Бактерии сибирской язвы вступают в сговор с вирусами для выживания
Исследователи из Университета Рокфеллера показали, что выживание смертоносной бактерии Bacillus anthracis, возбудителя сибирской язвы, зависит от ДНК заражающих её вирусов (бактериофагов). Это похоже на эволюционный договор, выгодный обеим сторонам.
Сложная жизнь в почве
- Работа, опубликованная в августовском номере PLoS One (2009), меняет представления о том, как патогены существуют в окружающей среде между вспышками.
- Учёные подтвердили вековую догадку Луи Пастера: в кишечнике дождевого червя B. anthracis, заражённая бактериофагом, живёт дольше, чем бактерия без вируса. Кишечник червя — это безопасная ниша.
Как вирусы управляют бактерией
Бактериофаги могут менять образ жизни B. anthracis двумя основными способами:
- Способность к образованию сообществ (биоплёнок) — предпочтительное состояние в окружающей среде.
- Способность к споруляции — образованию устойчивых покоящихся клеток, переживающих суровые условия.
ДНК вируса манипулирует геномом бактерии, «переключая» её между образованием спор и построением сообществ в зависимости от условий среды.
Эволюционный баланс
Поскольку вирусы не могут заражать споры, им выгодно «выключать» гены спорообразования и «включать» гены построения сообществ. Однако когда условия в почве становятся угрожающими, формирование более жёсткой защиты (споры) выгодно уже обеим сторонам.
Механизм контроля
- Бактериофаги осуществляют контроль через молекулы сигма-факторов, которые направляют белки на включение или выключение конкретных генов бактерии.
- Разные вирусы кодируют разные сигма-факторы, поэтому проявление тех или иных свойств зависит от типа заразившего бактерию фага.
- ДНК некоторых фагов встраивается в единственную хромосому бактерии, а других — существует в виде отдельных кольцевых структур (эписом), которые могут оставаться в одной бактерии или быстро передаваться между несколькими.
Значение открытия
- Геномные исследования: «Расшифровка генома [бактерии] может быть недостаточной», — отмечает Винсент Фишетти. Фаговая ДНК, работающая совместно с геномом сибирской язвы, ранее игнорировалась.
- Новые стратегии борьбы: Понимание жизненного цикла бактерии открывает новые пути для борьбы с инфекцией.
- Природа болезней: Поскольку у человека в 10 раз больше бактерий, чем собственных клеток, и в 10 раз больше бактериофагов, чем бактерий, фаги могут играть ключевую роль в циклической природе некоторых заболеваний.