Вчені виявили, що у бактеріофагів – вірусів бактерії – поширена здатність відстежувати зміни, які відбуваються всередині клітини їх господаря, і вибирати, в який момент покинути її. Результати дослідження можуть мати значення для розробки нових противірусних препаратів. Стаття опублікована в журналі Frontiers in Microbiology.
Бактеріофаги / © Wikimedia Commons
Вчені з Університету Мериленду в Балтіморі (США) показали, що віруси використовують інформацію про навколишнє середовище, щоб вирішити, коли залишатися всередині клітини господаря, а коли — розмножуватися і виходити назовні, вбиваючи її. На думку дослідників, здатність вірусу відчувати своє оточення додає “ще один рівень складності” у взаємодію з господарем. Однак, ймовірно, цей механізм можна буде використовувати і для створення противірусних препаратів.
Автори роботи досліджували бактеріофаги – віруси, що вражають бактерії. Багато з них заражають лише ті бактерії, у яких є ворсинки (пили) або джгутики. Через них віруси і проникають в клітину господаря. Синтез цих відростків супроводжується виробленням білка CtrA, і вчені виявили, що багато бактеріофагів мають у своїй ДНК особливі патерни — сайти зв’язування, до яких може прикріплятися CtrA.
Ці сайти не були унікальними для одного конкретного бактеріофага або їх групи. Виявилося, вони притаманні величезній різноманітності вірусів, що заражають бактерії з джгутиками і/або ворсинками. На думку авторів, ця здатність відстежувати рівні CtrA всередині клітини з’являлася кілька разів в еволюції вірусів.
Перший бактеріофаг, у якого дослідницька група знайшла сайти зв’язування CtrA, заражає бактерії Caulobacterales. Вони можуть існувати у двох формах – “вільноплаваючіі” та “стеблова”, прикріпленої до поверхні. Перша має ворсинки, друга – ні. У Caulobacterales білок CtrA також регулює клітинний цикл, а його рівень показує, чи буде клітина ділитися на дві клітини одного типу або на дві клітини різних форм.
Фаги можуть заражати тільки вільноплаваючі клітини, і їм потрібно покинути клітину господаря в той момент, коли навколо багато клітин для зараження. Як правило, в бідному поживними речовинами середовищі Caulobacterales існують у вигляді окремих клітин, а коли знаходять місце, з живильним середовищем перетворюються в колонію стеблових клітин.
Бактеріофаги відстежують рівні CtrA, що змінюються протягом життєвого циклу клітин, щоб з’ясувати, коли вільноплаваюча клітина стане стебловою і почне виробляти нові вільноплаваючі клітини, які вірус зможе заразити.
Вчені вважають, що аналогічний механізм може існувати у вірусів, що заражають людей і тварин. Наприклад, щоб оптимізувати свою стратегію виживання, вірус здатний дізнаватися, в якій тканині він знаходиться або наскільки сильна імунна відповідь господаря на його присутність. Відкриття також надає можливості для створення нових методів лікування інфекційних захворювань.