Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые выяснили, как работает система противовирусного иммунитета PARIS, и показали новую функцию для вирусных молекул тРНК
Бактериофаги — это вирусы, которые заражают бактериальные клетки, природные «хищники» и враги бактерий. Когда фаг заражает клетку, она разрушается, и из нее наружу выходят десятки или даже сотни новых вирусных частиц — фаговое потомство. Продолжающаяся «гонка вооружений» между бактериями и фагами привела к возникновению разнообразных врожденных и адаптивных иммунных систем у бактерий и анти-иммунных систем у фагов. При этом иногда фаги могу «играть на стороне хозяина» и сами кодируют иммунные системы, которые помогают им конкурировать с другими фагами. Одна из таких иммунных систем — PARIS (от английского Phage Anti-Restriction-Induced System).
PARIS включает два компонента — сенсор AriA и эффектор-токсин AriB. Система активируется белком Ocr (от английского Overcoming classical restriction), который имитирует структуру ДНК и благодаря связыванию с защитными ДНК-распознающими белками помогает фагу Т7 избежать действия систем рестрикции-модификации и защитной системы BREX (от английского BacteRiophage EXclusion). Коллектив ученых из Сколтеха, а также США и Франции разобрался в механизме работы системы PARIS и представил результаты в новой статье в журнале Nature.
«Система PARIS, с нашей точки зрения, довольно особенная, поскольку она напрямую демонстрирует коэволюцию бактерий и фагов, являясь связующим звеном между анти-иммунными белками и бактериальным иммунитетом. У бактерий открыто более 150 иммунных систем, и это означает, что фагам также нужно к ним приспосабливаться и кодировать различные анти-иммунные белки. PARIS является своего рода контрмерой со стороны бактерий, позволяя защититься от фагов, уже научившихся ингибировать другие иммунные системы. Отдельная интересная особенность PARIS — это способность распознавать вирусную инфекцию по наличию в клетке вирусных белков, а не вирусной ДНК, что, скорее, напоминает принцип антиген/антитело, характерный для иммунитета эукариот.
В последние годы было открыто множество подобных систем (~AVAST, CapRel, Thoeris и другие). При этом появление в клетке вирусных белков часто означает, что инфекция зашла уже достаточно далеко и системы, нацеленные на уничтожение вирусной ДНК, не справились с задачей. В таких условиях эффективной стратегией защиты является запрограммированное убийство клетки, что останавливает развитие вирусной инфекции на уровне популяции. Нам удалось расшифровать механизм подобной „самоубийственной программы“ для системы PARIS», — прокомментировал работу научный руководитель исследования, старший преподаватель и руководитель Лаборатории анализа метагеномов в Центре молекулярной и клеточной биологии Сколтеха Артем Исаев.
Исследователи показали, что AriA и AriB собираются в супрамолекулярный иммунный комплекс и при помощи криоэлектронной микроскопии разрешили его структуру. Сенсор AriA собирается в каркас в форме винта, который координирует три субъединицы AriB и держит токсин в неактивном состоянии. При появлении в клетке триггера — то есть белка активатора, такого как Ocr — сенсор AriA напрямую связывается с ним, что приводит к высвобождению активного димера токсина-эффектора AriB. При этом авторы показали, что AriB является РНКазой, расщепляющей в клетке лизиновую тРНК, что приводит к остановке трансляции и клеточной гибели.
«„Гонка вооружений“ в случае с PARIS наблюдается в чистом виде: иммунные системы бактерий вызывают возникновение у вирусов анти-иммунных белков, в ответ на это у бактерий появляется система PARIS. Некоторые фаги пошли еще дальше: бактериофаг Т5 научился ингибировать и эту линию защиты бактерий. Это была практически детективная история, когда вдруг оказалось, что фаг Т5 в Москве и в Париже — это немного разные фаги: „московский“ фаг потерял фрагмент генома и вместе с ним несколько генов тРНК, что сделало его чувствительным к защите PARIS. Нам удалось показать, что вирусная лизиновая тРНК нужна фагу для успешной инфекции клеток PARIS, так как она не расщепляется белком AriB, и таким образом фаг Т5 как бы спасает клетку от токсичного действия системы PARIS, лишь для того, чтобы произвести собственное потомство и вскоре убить клетку самостоятельно» — добавила один из первых авторов работы, аспирант Сколтеха по программе «Науки о жизни» Светлана Белухина.
«Такая последовательная эволюционная борьба, появление новых способов защиты и антизащиты, иммунитета и его ингибирования, все равно позволяет микробным популяциям, бактериям и фагам сосуществовать и продолжать развиваться вместе. Это красивый пример того, что эволюцию невозможно остановить. Помимо этого, наша работа предложила новый ответ на давно известную загадку: зачем вирусы в принципе кодируют собственные тРНК? Оказывается, что в некоторых случаях молекулы тРНК помогают вирусу справиться с иммунными системами бактерии. Возможно, что и у некоторых вирусов, заражающих человека, тРНК могут играть похожую роль», — добавил соавтор работы, аспирант Сколтеха по программе «Науки о жизни» Михаил Скутель.
Авторы отметили, что их работа оказалась возможной благодаря открытому обмену данными и что сразу несколько лабораторий внесли свой равнозначный вклад в получение итогового результата. «Современная биология невозможна без коллабораций и привлечения экспертизы сразу из нескольких областей: так, в нашей работе понадобились методы структурной биологии, биоинформатики, микробиологии и работа с радиоактивной меткой, что зачастую невозможно совместить в рамках одной лаборатории. Без международного сотрудничества и высокой конкуренции, которая крайне стимулировала нашу работу, подготовка подобной публикации вряд ли оказалась бы возможной», — поделился Артем Исаев.
Жуки-светляки испускают световые сигналы для коммуникации с сородичами и привлечения брачных партнеров. Ученые недавно выяснили, что пауки вида Araneus ventricosus приноровились использовать эту особенность светляков для заманивания в сети большего числа жертв.
Ученые НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге изучили, как черты личности основателя молодой фирмы влияют на результаты ее работы. Выяснилось, что нарцисс и трудоголик, который при этом внедряет инновации, будет эффективно развивать свою компанию.
Гибкость, то есть способность человека совершать движения разными частями тела с большой амплитудой, считают одним из важных составляющих физического здоровья. Новое международное исследование показало, что степень гибкости может влиять на то, как долго проживет человек средних лет.
Предприятия Научного дивизиона госкорпорации «Росатом» и группа строительных компаний «Реформа» заключили договор о сотрудничестве и впервые применили для демонтажа высотных металлических конструкций — кранов-перегружателей — мобильный лазерный комплекс. МЛК, разработанный в стенах одного из институтов «Росатома», не имеет аналогов в стране.
Инсектицидные спреи и аэрозоли, с помощью которых обычно пытаются бороться с тараканами в доме, в большинстве случаев неэффективны и почти полностью бесполезны. Такой неутешительный вывод сделали американские исследователи по итогам лабораторных испытаний, в которых протестировали средства на основе пиретроидов — одной из самых распространенных групп инсектицидов.
Студент института «Аэрокосмический» МАИ Тамирлан Нагоев создал концепт электроракетного двигателя, способного работать на альтернативном и восполняемом источнике энергии. В качестве топлива специалист предложил использовать пылеобразный базальтовый материал, собранный с поверхности астероидов, Луны и других космических тел.
Предприятия Научного дивизиона госкорпорации «Росатом» и группа строительных компаний «Реформа» заключили договор о сотрудничестве и впервые применили для демонтажа высотных металлических конструкций — кранов-перегружателей — мобильный лазерный комплекс. МЛК, разработанный в стенах одного из институтов «Росатома», не имеет аналогов в стране.
Инсектицидные спреи и аэрозоли, с помощью которых обычно пытаются бороться с тараканами в доме, в большинстве случаев неэффективны и почти полностью бесполезны. Такой неутешительный вывод сделали американские исследователи по итогам лабораторных испытаний, в которых протестировали средства на основе пиретроидов — одной из самых распространенных групп инсектицидов.
Выглядеть хорошо на фото в выпускном альбоме оказывается важно не только потому, что по красивым снимкам позже будет приятнее вспоминать ушедшую юность. Американские ученые недавно выяснили, что наименее привлекательные люди в школьных фотоальбомах прожили меньше своих более симпатичных сверстников.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
ПонятноИз-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
ПонятноНаши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноМы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
ПонятноМы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Комментарии