Студенты-"охотники на фаги" опубликовали статью в PLoS ONE

В журнале PLoS ONE опубликована исследовательская статья "Расширение разнообразия микобактериофагов: взгляд на архитектуру и эволюцию генома". Среди её авторов — 12 студентов-первокурсников Вашингтонского университета в Сент-Луисе, участвовавших в первом курсе "Охотники на фаги" в 2008 году.

Фаги — это вирусы, которые заражают бактерии, впрыскивая в них генетический материал с помощью похожего на шприц механизма.

Курс "Охотники на фаги"

Этот курс для первокурсников, поддерживаемый Альянсом естественнонаучного образования Медицинского института Говарда Хьюза, даёт студентам исследовательский опыт по выделению и характеристике новых фагов.

Осенью студенты собирают образцы почвы и выделяют из неё фаги. Практически все выделенные таким образом фаги являются новыми для науки. Во время зимних каникул секвенируют геномы нескольких фагов, а весной студенты анализируют полученные последовательности, чтобы понять, как работает их фаг и как он связан с другими известными фагами.

"Критически важная часть естественнонаучного образования — помочь студентам научиться 'мыслить как учёные'", — говорит профессор Сара К. Элгин, преподававшая курс.

Подробнее о фагах

Фаги — самые многочисленные "биологические объекты" в мире (их приходится так называть, потому что нет уверенности, можно ли считать их живыми). Считается, что существует 10³¹ вирусных частиц и происходит 10²³ фаговых инфекций в секунду.

Большинство фагов специализируются на заражении определённого вида бактерий. Для курса бактерией-хозяином была Mycobacterium smegmatis, родственная возбудителям проказы и туберкулёза, но сама не патогенная. Это быстрорастущий лабораторный "рабочий" организм.

Ранее было описано около 70 фагов, поражающих микобактерии. Авторы статьи, бывшие в то время первокурсниками 12 колледжей и университетов, сообщили о выделении, секвенировании и аннотировании (маркировке известных функциональных частей генома) 18 новых фагов.

Анжелика и Дядя Хауи

Среди новых микобактериофагов — два, найденные студентами Вашингтонского университета. Один, названный Анжелика, был выделен из почвы в Клейтоне, штат Миссури. Другой, Дядя Хауи, — из почвы в Юниверсити-Сити, пригородах Сент-Луиса. (Студенты имеют право давать имена своим фагам, отсюда такие названия, как Corndog, Fruitloop, Tweety, Predator и Gumball).

Большинство новых фагов, включая два из Сент-Луиса, имели сифовирусную морфологию — длинные гибкие не сокращающиеся хвосты и изометрические икосаэдрические головки.

Сравнив геномы фагов, студенты обнаружили, что геномы бактериофагов представляют собой мозаику или набор модулей (генов или групп генов). Считается, что фаги эволюционировали путём обмена этими модулями.

Микобактериофаги, по-видимому, делятся на девять основных кластеров, с несколькими "синглтонами" без близких родственников. Фаг Анжелика попал в кластер K, а Дядя Хауи — в кластер B.

Кластеризация фагов указывает на латеральный (горизонтальный) перенос генов или фрагментов ДНК от одного фага к другому, а также на наследование по происхождению.

Среди авторов статьи — 13 студентов Вашингтонского университета, а также ассистент-аспирант и преподаватели курса.