Эволюция в космосе научила вирусы взламывать защиту устойчивых бактерий
Американские микробиологи выяснили, что невесомость на МКС заставляет вирусы-бактериофаги вырабатывать мертвую хватку. Чтобы выжить в условиях, где встреча с жертвой происходит редко и случайно, вирусы приобрели мутации, позволяющие им мгновенно прикрепляться к бактериям. Используя эти генетические изменения, ученые сконструировали новые штаммы, способные убивать земные супербактерии.
Бактериофаги — это вирусы, которые охотятся на бактерий. Они считаются перспективной альтернативой антибиотикам, но бактерии быстро учатся защищаться от них. Ученые предположили, что в космосе, где отсутствуют гравитация и конвекция (перемешивание слоев жидкости), «правила войны» между хищником и жертвой меняются. В таких стрессовых условиях эволюция может пойти по пути, который в земных условиях маловероятен или невозможен.
Авторы исследования, опубликованного в журнале PLOS Biology, отправили на Международную космическую станцию пробирки с кишечной палочкой E. coli и бактериофагом T7. Но это был не обычный вирус, а специально подготовленная «библиотека»: смесь из 1660 вариантов фага, у каждого из которых была изменена одна аминокислота в структуре «хвоста» — белка, отвечающего за захват жертвы.
Наблюдения показали, что поначалу инфекция в космосе шла медленно. Из-за отсутствия гравитации вирусы не могли пассивно оседать на бактерий и находили их только за счет случайного блуждания, что задерживало начало эпидемии в пробирке на несколько часов.
Однако со временем вирусы адаптировались. Бактерии в космосе изменили структуру клеточной стенки для защиты, но фаги ответили на это мутациями в генах, отвечающих за прикрепление.
Образцы провели на орбите 23 дня. Вернув их на Землю, ученые проанализировали ДНК и выделили те мутации, которые позволили вирусам эффективнее всего выживать и размножаться в невесомости.
Затем исследователи взяли 13 самых успешных космических мутаций и искусственно объединили их, создав новые штаммы фагов, которые содержали сразу по пять-шесть таких изменений одновременно. Эти синтетические вирусы протестировали против опасных земных штаммов кишечной палочки, вызывающих инфекции мочевыводящих путей и устойчивых к дикому типу вируса.
Искусственно созданные фаги, собранные из космических мутаций, смогли взломать защиту устойчивых бактерий и уничтожить их. Для сравнения: аналогичные фаги, собранные из мутаций, полученных в земном контрольном эксперименте, с этой задачей не справились. Космический отбор заставил вирус найти уязвимости в бактериальной обороне, которые в обычных условиях оставались скрытыми.
Исследование демонстрирует, что МКС может служить не просто лабораторией для фундаментальной науки, а инкубатором для биотехнологий. Экстремальные условия космоса позволяют направлять эволюцию вирусов в русло, необходимое для создания новых лекарств против резистентных инфекций.
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