Гены вирусов из городского пруда спасают бактерии

Новое исследование Уппсальского университета (Швеция) показывает, как бактериофаги (вирусы, поражающие бактерии) могут способствовать появлению новых функций, раскрывая скрытый потенциал бактерий-хозяев.

В исследовании, опубликованном в Nature Ecology & Evolution, учёные изучили, как гены бактериофагов могут помочь бактерии Escherichia coli (E. coli) выжить.

«Мы обнаружили новый, неожиданный механизм, при котором гены от бактериофагов позволяют бактериям использовать свой скрытый потенциал и установить новую функцию», — говорит ведущий автор исследования Джон Йерльстрём-Хультквист.

Учёные удалили у бактерии важный ген (ilvA), а затем проверили, могут ли гены бактериофагов (выделенные из пруда Свандаммен в центре Уппсалы) «спасти» бактерии. Была идентифицирована новая группа генов, кодирующих ферменты: S-аденозилметионин (SAM) гидролазы. Эти ферменты расщепляют SAM, что, в свою очередь, усиливает биосинтез аминокислоты метионина — предшественника SAM.

Один из ферментов, участвующих в биосинтезе метионина, обладает побочной реакцией, которая позволяет бактерии E. coli компенсировать отсутствие важного гена ilvA.

Исследование показывает, что для понимания работы бактерии необходимо изучать не только её обычные функции. Скрытый потенциал бактериальной клетки может проявиться при изменении её метаболического состояния, например, при заражении бактериофагом.

«Новая функция в этом исследовании заключается в том, что эти ферменты бактериофагов способны расщеплять важный компонент клетки (SAM) бактерии. Когда этот компонент расщепляется, бактериальная клетка перезагружает свой метаболизм, и становится доступна новая функция. Кроме того, очень важно понимать скрытый потенциал бактерий и то, может ли он повлиять на развитие устойчивости к антибиотикам и патогенность», — говорит руководитель исследования профессор Дан И. Андерссон.