Вирусоподобные наночастицы контролируют организацию и размножение бактерий-хозяев

Ученые из Университета Цукубы обнаружили, что вирусоподобные наночастицы могут способствовать многоклеточной организации и размножению бактерий-хозяев. Эти частицы, эволюционно родственные бактериофагам, содержат фермент, который помогает формировать многоклеточную архитектуру и в конечном итоге усиливает морфологическую дифференцировку. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Геном актиномицетов содержит высококонсервативный набор генов, кодирующий вирусоподобные наночастицы, хотя его биологическое значение оставалось неясным.

В новом исследовании ученые изучили вид актиномицетов Streptomyces davawensis и обнаружили, что он производит вирусоподобные частицы, облегчающие размножение хозяина. В колониях мутантных штаммов S. davawensis, лишенных производства этих частиц, количество внеклеточной ДНК, служащей каркасом для многоклеточной организации, было значительно снижено, а клетки были захвачены в аномальные агрегаты.

Детальный анализ показал, что вирусоподобные частицы содержат уникальный фермент (эффектор), критически важный для их функции, который частично деградирует геномную ДНК.

Эффектор высвобождается из частицы и локализуется на мембране клетки-хозяина. Предложенная модель предполагает, что эффектор частично разрушает геномную ДНК, создавая мост между внутриклеточной и внеклеточной средой. Это облегчает высвобождение внеклеточной ДНК, обеспечивая каркас и питательные вещества для размножения клеток хозяина.

Эти результаты раскрывают механизм эксплуатации вирус-родственных наночастиц для пролиферации бактерий и предлагают новую стратегию для перепрограммирования их функциональности через модуляцию активности эффектора для различных применений в биотехнологии.