Джамбо-фаг украл у бактерии белки для своего «ядра»
Бактериофаги — вирусы, которые заражают бактерии, — приобрели множество хитроумных адаптаций к жизни внутри клетки. Джамбо-фаги среди них выделяются рекордными размерами — как вирусной частицы, так и генома. Вирусы-«слоны» даже приобрели структуру наподобие ядра эукариот, хранящую генетический материал. Авторы новой статьи в Nature узнали, как такое «ядро» импортирует из цитоплазмы бактерии необходимые вирусу белки.
Вирусы — это проблема не только для человека, животных и растений. Многие заражают прокариотические организмы, включая бактерий и архей. Такие внутриклеточные паразиты называют «бактериофагами», или просто фагами.
Сотни миллионов лет совместной эволюции сделали бактерий хорошо приспособленными к их бактериофагам, и наоборот. Эта «гонка вооружений» породила множество уникальных молекулярных адаптаций, в которые ученые только начинают вникать.
Недавно биологам удалось открыть необычную группу вирусов бактерий — джамбо-бактериофаги (jumbo-phages). Более литературно термин можно перевести как «фаги-слоны» или «XXL-бактериофаги». Кроме очень крупных вирусных частиц (вирионов) джамбо-фаги примечательны огромными геномами — свыше 200 тысяч пар нуклеотидов. Или даже в несколько раз больше.
Помимо гигантизма у таких вирусов есть качественные отличия, которые не встретишь у других. Например, бактериофаги группы ФKZ имеют нечто вроде ядра, это структура, где хранится генетический материал. Она спасает фаговую ДНК от расщепления ферментами бактерии (рестриктазами), призванными уничтожить непрошеных гостей.
При этом вирусы не имеют клеточной организации, а оформленное ядро как «отсек» для ДНК приобрели лишь более сложные, эукариотические клетки. У тех же бактерий геном в виде кольцевой ДНК (нуклеоид) находится в самой цитоплазме.
Настоящее ядро эукариот нуждается в налаженной системе транспорта молекул внутрь и наружу. Как же обслуживают и регулируют работу своего «вирусного ядра» джамбо-бактериофаги? С вопросом разобрались авторы статьи в лидирующем научном журнале Nature.
Ученые использовали управляемую эволюцию бактериофагов, чтобы ограничить или прекратить импорт в их «ядро» конкретных белков. Так они выявили целую систему, регулирующую транспорт через границы этой уникальной структуры. Описали пять эволюционно консервативных белковых факторов (Imp1-Imp5), с помощью которых импортируются шесть белков (Nlp1-Nlp4, Imp2 и TopA). Перенос пяти из них происходил с участием одного и того же фрагмента фактора Imp1 (он же gp69), который появляется на ранней стадии инфекции в формирующейся ядроподобной структуре джамбо-фагов.
В связке с Imp1 (gp69) работает белок Imp6 (gp67), причем оба закодированы в одном и том же локусе вирусного генома. Для переноса в «ядро» фага отдельных молекул (например, надрезающей ДНК топоизомеразы TopA) нужен также белок Imp3 (gp59). Он способствует работе первого фактора — Imp1, или gp69.
Работа демонстрирует, что при кажущейся простоте бактериофаги могут использовать очень сложные молекулярные механизмы. Они близки к тем, что приобрели клетки с самым высоким уровнем организации — эукариотические. Результат может стать дополнительным аргументом гипотезы происхождения клеточного ядра от «вирусной фабрики». Это замкнутая структура в зараженной клетке, которую вирус создает для своего копирования.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая предложили универсальный подход для определения с высокой точностью так называемой внутримолекулярной потенциальной функции — информация о ее свойствах позволяет делать прогноз поведения молекулы в различных условиях. Новый подход подходит для самых разных многоатомных молекул. В будущем он позволит точнее предсказывать спектры и динамику молекул как в условиях атмосфер планет Солнечной системы, а также более точно моделировать химические процессы на квантовом уровне.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии