Бактериальные клетки используют вирус, который традиционно считается для них же врагом, и древний вирусный белок для уничтожения других бактерий, которые конкурируют с ними за пищу. В будущем это открытие может помочь для лечения инфекционных заболеваний, сообщается на сайте Университета штата Пенсильвания. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.
Международная команда под руководством Томаса Вуда, доцента кафедры биотехнологии и профессора кафедры химического машиностроения Университета штата Пенсильвания (США) заметила «разрыв» между двумя типами бактериальных клеток, когда они «плыли» по агаровой тарелке друг к другу, вращая свои жгутики. Агаровая тарелка - это чашка Петри с агаром, веществом, которое используют в качестве твердой среды для выращивания микроорганизмов.
«Это было похоже на ситуацию из 1920-х годов, когда Александр Флеминг, заметив, что бактерии не растут рядом с грибком, обнаружил пенициллин» - сказал Вуд. Его команда исследовала и обнаружила, что разрыв был вызван гибелью клеток вирусом SW1, который был перенесен только одним из штаммов бактерий.
Команда не только обнаружила, что бактериальная клетка использует вирус SW1 для уничтожения бактерий, которые конкурируют с ними за еду, но выяснила также, что бактерии, которые несут в себе вирус, более устойчивы к различным атакам. Еще один интересный факт: для того, чтобы бактерия могла использовать SW1, ей нужна белковая «окаменелость», которая сохранилась в бактерии и произошла от другого вируса миллионы лет назад.
Вуд объяснил, что иногда вирус проникает в клетку и прячется в хромосоме, пока он не будет готов атаковать и убить клетку. Однако из-за случайных мутаций вирус иногда застревает в хромосоме и не может броситься в атаку. Так, например, в кишечной бактерии E. coli содержится девять вирусов. Чтобы кишечная палочка могла активировать и использовать против других бактерий вирус SW1, ей необходим белок YfdM из вируса, который попал в хромосому E. coli миллионы лет назад.
Кроме того, вирус используется бактериями в качестве идентификатора, опознавательного знака. Считается, что бактерии - одиночки, но бывают случаи, когда они собираются в группы, чтобы добыть себе пищу. Чтобы действовать как команда, они должны уметь отличать «своих» от «чужих» - от других бактерий. Иногда бактериальные клетки выделяют химические сигналы для общения. Но теперь ученые открыли их второй способ коммуникации: бактерии используют вирусы, чтобы отличать свое семейство от другого.
Если бактерия не обнаруживает вирус в другой бактерии, она идентифицирует ее как конкурента в битве за еду и запускает вирус, чтобы убить ее. Хотя ещё до конца не ясно, как происходит этот процесс, он может иметь потенциальные выгоды для исследований и медицины. Он пригодится, например, в синтетической биологии, где многие клетки работают вместе: можно сделать так, чтобы клетки, с которыми мы хотим работать, стали доминирующими. А в медицине можно разработать более эффективные способы борьбы с инфекционными агентами.
[Фото: SOOYEON SONG AND MISSY HAZEN/PENN STATE]
