Вирусы могут помогать бактериям выживать в искусственной среде
Исследование под руководством учёных из Городского университета Гонконга (CityU) впервые предоставило доказательства частого взаимодействия между вирусами и бактериями в искусственной среде. Учёные обнаружили, что вирусы могут потенциально помогать бактериям-хозяевам адаптироваться и выживать в обеднённых питательными веществами искусственных средах путём уникальной вставки генов.
Результаты опубликованы в журнале Nature Communications в статье "Highly host-linked viromes in the built environment possess habitat-dependent diversity and functions for potential virus-host coevolution".
Контекст и важность исследования
- Вирусы в искусственной среде (здания, общественные пространства, транспорт) вызывают обеспокоенность с точки зрения общественного здоровья, но изучены меньше, чем бактерии.
- Понимание взаимодействий вирусов и бактерий, включая возможное распространение генов устойчивости к антибиотикам (ARGs), может помочь разработать эффективные стратегии контроля для минимизации воздействия вредных микроорганизмов на человека.
Методология
Исследователи собрали 738 образцов с различных поверхностей (поручни, дверные ручки, полы, кожа жителей) в общественных местах и жилых помещениях Гонконга. Для анализа использовалась техника метагеномного секвенирования.
Ключевые открытия
- Вирусы — неотъемлемая часть микробных сообществ. Бактериофаги (вирусы, поражающие бактерии) широко распространены на различных поверхностях. Обнаружены многие вирусы, отличные от тех, что встречаются в других экосистемах.
- Вирусы могут "помогать" бактериям. Найдены доказательства вставки вирусами в геном бактерий-хозяев генов, контролирующих определённые этапы или даже целые метаболические пути. Это предполагает, что вирусы могут помогать бактериям адаптироваться и совместно эволюционировать для выживания в условиях дефицита питательных веществ.
- Активное взаимодействие и "гонка вооружений". Обнаружены разнообразные и новые иммунные системы бактерий против вирусов, а также малые белки вирусов, способные уклоняться от этих систем. Это указывает на частые взаимодействия и взаимное противодействие.
- Риск распространения устойчивости к антибиотикам. На коже человека и часто касаемых поверхностях обнаружены вирусы, несущие гены устойчивости к антибиотикам (ARGs). Такие вирусы могут инфицировать бактерии, способствуя горизонтальному переносу ARGs между видами.
Выводы и перспективы
Профессор Патрик Ли Кван-Хон (Patrick Lee Kwan-Hon), руководитель исследования, отметил: "Разнообразие, состав и функции вирусов зависят от условий каждой конкретной искусственной среды... Важно разрабатывать индивидуальные стратегии контроля". Полученные данные углубляют фундаментальное понимание сложных взаимодействий вирус–бактерия в окружении человека и могут способствовать улучшению мер по охране здоровья.