Бактерии используют гигантские фаги для распространения собственной защиты

Команда из Института эволюционной биологии Общества Макса Планка обнаружила новый класс мобильных генетических элементов бактерий, которые используют гигантские вирусы — так называемые jumbo-фаги — для перемещения между клетками. Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывает неожиданный поворот в затянувшейся гонке вооружений между бактериями и их вирусами.

В исследовании обычную бактерию подвергли воздействию стерильного фильтрата из садового компоста. Бактерия приобрела несколько ранее неизвестных ДНК-элементов, каждый из которых нес гены, защищающие от фаговой инфекции. Примечательно, что один из этих элементов, названный I55, перемещался, «путешествуя» на jumbo-фаге, что делает его одним из первых примеров фагового сателлита, использующего столь крупный вирус.

Элемент не только распространяется с помощью фага, но и защищает свою бактериальную клетку-хозяина с помощью системы рестрикции–модификации — фактически позволяя бактерии «одалживать» вирусный механизм для собственной выгоды.

«Когда последовательность jumbo-фага появилась на экране, всё встало на свои места, — говорит Янсонг Чжао. — Это объяснило, как такой крупный элемент может перемещаться между клетками».

«Открытие показывает, как много ещё скрыто в природном мире, — добавляет Пол Рейни. — Даже в горсти садового компоста есть уровни взаимодействия, которые мы только начали раскрывать».

Исследование подчеркивает скрытое разнообразие мобильной ДНК в окружающей среде и в перспективе может помочь в создании новых биотехнологических инструментов для переноса крупных генетических регионов между бактериями.