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.
Правильно подобранные звуковые последовательности способны не только стимулировать рост растений, но и влиять на их урожайность. К такому выводу пришли авторы нового исследования. Они разработали технологию, которая позволяет воздействовать на процессы развития растений через акустические сигналы без использования генной инженерии или химикатов. В экспериментах добились повышения урожайности мяты, сои, болгарского перца и конопли.
Формально почти вся программа тринадцатого полета самой большой ракеты в истории выполнена. Однако испытания показали неполную отлаженность ключевого элемента системы. SpaceX оказывается в ситуации действительно плотных сроков: до намеченного возвращения людей на Луну всего два года и два месяца.
Сегодня на земле существует примерно 7500 языков, однако ученые давно подозревали, что в прошлом их было значительно больше. Международная группа лингвистов реконструировала историю языкового разнообразия за последние 12 тысяч лет и пришла к выводу, что человечество уже пережило «золотой век» языков, после которого их число начало быстро сокращаться.
Правильно подобранные звуковые последовательности способны не только стимулировать рост растений, но и влиять на их урожайность. К такому выводу пришли авторы нового исследования. Они разработали технологию, которая позволяет воздействовать на процессы развития растений через акустические сигналы без использования генной инженерии или химикатов. В экспериментах добились повышения урожайности мяты, сои, болгарского перца и конопли.
Формально почти вся программа тринадцатого полета самой большой ракеты в истории выполнена. Однако испытания показали неполную отлаженность ключевого элемента системы. SpaceX оказывается в ситуации действительно плотных сроков: до намеченного возвращения людей на Луну всего два года и два месяца.
Ученые КНИТУ-КАИ предложили усовершенствованную пресс-форму для компрессионной консолидации в вакууме композиционных материалов и пластмасс с герметичной внутренней полостью. Изобретение относится к области обработки материалов давлением при воздействии вакуума, в частности к устройствам с герметичной внутренней полостью для компрессионной консолидации термопластичных композиционных материалов.
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
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.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
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
