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 Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
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