Бактериофаги «кастрировали» конкурентов с помощью паразитных участков своей ДНК
Даже в компактных геномах вирусов встречаются паразитарные участки — так называемый эгоистичный генетический материал. Как правило, такие последовательности нуклеотидов кодируют только специальные белки для собственной имплантации в геном потомков своего хозяина. Американские микробиологи впервые доказали, что у некоторых бактериофагов такие включения несут важную и полезную функцию: они не только занимаются собственным воспроизводством в дочерней ДНК, но и мешают конкурентам вируса-хозяина размножаться.
Фаготерапия — перспективное направление лечения антибиотикорезистентных инфекций с помощью вирусов, атакующих бактерии, — бактериофагов. Такая терапия, как правило, проводится не одним фагом, а «коктейлем», состав которого подбирается для достижения максимальной эффективности. Однако эту эффективность порой трудно предсказать из-за недостаточно изученных факторов совместимости разных вирусов в комбинации друг с другом.
Американские ученые как раз занимались исследованием этой проблемы на примере гигантских бактериофагов ΦPA3 и ΦKZ (джамбо-фаги), применяемых в лечении инфекций, сопутствующих муковисцидозу. Когда они размножались в синегнойной палочке по отдельности, процесс шел с сопоставимой эффективностью для обоих вирусов. Но стоило заразить бактерию двумя фагами одновременно, и капсиды ΦKZ переставали правильно собираться.
Причина оказалась в самонаводящейся эндонуклеазе (homing endonuclease) gp210. Она представляет собой ярчайший пример эгоистичного генетического материала. По крайней мере, пока бактериофаг ΦPA3 размножается в пораженной клетке один.
Эндонуклеазу gp210 кодирует интрон — участок ДНК между экспрессируемыми фрагментами «основного» генома. После кодирования все, что делает эта самонаводящаяся эндонуклеаза, — встраивает в новую ДНК бактериофага ΦPA3 последовательность нуклеотидов, необходимую для кодирования себя же.
Но картина радикально меняется, если бактериофаг ΦPA3 находится в среде, где присутствует его конкурент ΦKZ. Тогда gp210 выполняет не только задачу собственного воспроизводства по привычной схеме, но и «атакует» геном бактериофага-конкурента. Она не может успешно встроить в его геном «свою» последовательность нуклеотидов, но все равно успешно разрезает ДНК в месте, где расположены ключевые для размножения ΦKZ гены.
В результате ΦPA3 получает большое преимущество и быстро вытесняет других бактериофагов из популяции зараженных бактерий.
Новая научная работа показывает направление дальнейших исследований совместимости бактериофагов для терапии. Кроме того, она важна и для понимания эволюции вирусов — очевидно, что «эгоистичный генетический материал» может играть заметную роль в этом непрерывном процессе. Вдобавок открытие американских биологов может быть полезно не только в изучении бактериофагов. Паразитные фрагменты генома присутствуют в ДНК и РНК самых разных организмов.
Исследование с описанием открытия опубликовано в рецензируемом журнале Science, в открытом доступе находится только препринт. Его авторы — сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Диего (США).
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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