• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.12.2023
Сколтех
853

Изучение бактериофага BF23 показало, что вирусы способны справляться с бактериальной рестрикцией и модификацией

4.4

Бактериофаги — природные «хищники» и враги бактерий. Они способны специфически распознавать конкретные виды бактерий и считаются безопасными для человека. В связи с повышением устойчивости вызывающих заболевания микроорганизмов к действию антибиотиков в последние годы все активнее как возможная альтернатива антибиотикам изучаются бактериофаги. В новом исследовании группа ученых из Сколтеха во главе с руководителем Лаборатории анализа метагеномов Артемом Исаевым обратила внимание на бактериофаг BF23. Несмотря на то что его выделили еще в 1949 году, геномная последовательность фага до сих пор оставалась неизвестной. Исследователи провели геномный и протеомный анализа фага, а также изучили, как фаг взаимодействует с системами бактериального иммунитета.

Модель бактериофага BF23 с расположением белков, идентифицированных с помощью масс-спектрометрического анализа вириона фага
Модель бактериофага BF23 с расположением белков, идентифицированных с помощью масс-спектрометрического анализа вириона фага / © Михаил Скутель и соавторы

Исследование опубликовано в журнале microLife. «Группа Т5-подобных бактериофагов — это очень защищенные вирусы. Они по неизвестным причинам мастерски обманывают разные иммунные системы бактерий: системы рестрикции-модификации и CRISPR-Cas, которые основаны на разрезании любой чужеродной ДНК. Долгие годы ученые пытаются выяснить, как они это делают, — ищут белки, которые являются ингибиторами РМ-систем, но пока безуспешно. Поэтому фаг BF23 был нам интересен по двум причинам: мы хотели сравнить его геномную последовательность с другими Т5-подобными вирусами и попытаться использовать его как некоторую модель, чтобы объяснить, как Т5 обходит действие защитных систем», — рассказывает первый автор работы Михаил Скутель, аспирант Сколтеха.

Ученые провели секвенирование генома и сравнили его с геномами других Т5-подобных фагов. Хотя изменения в геноме фага BF23 незначительные, подобное сравнение должно помочь при поиске «антизащитного компонента», так как подобный белок должен присутствовать в геноме всех Т5-подобных фагов. В отличие от других бактериофагов, которые сразу впрыскивают весь свой геномный материал внутрь бактериальной клетки, Т5-подобные фаги проводят заражение в два этапа и сперва подготавливают клетку для успешной инфекции, впрыскивая внутрь лишь часть своего генома.

«На первом этапе инфекции начинают активно работать специальные ранние гены фага и происходит много интересного: полностью разрушается не только геном бактериальной клетки, но и сами нуклеотиды — строительные блоки, из которых состоит геномная ДНК бактерий. По всей видимости, именно на этом этапе происходит наработка компонента, который впоследствии будет защищать остальной геном фага от действия бактериальных ножниц, систем защиты», — добавляет Михаил Скутель.


Модель бактериофага BF23 с расположением белков, идентифицированных с помощью масс-спектрометрического анализа вириона фага / © Михаил Скутель и соавторы

В статье авторы протестировали действие нескольких Т5-подобных бактериофагов против разнообразных систем защиты рестрикции-модификации. Эти системы узнают и разрезают специальные последовательности ДНК, если у нее нет специальной защитной метки. Оказалось, что клетка защищена от инфекции только в случае, когда сайты распознавания расположены в том самом раннем участке генома, который проникает в клетку на первом этапе инфекции. Сайты, расположенные в остальной части генома, по какой-то причине остаются невидимыми для бактериальных нуклеаз. Можно предположить, что на втором этапе инфекции нуклеазы уже инактивированы фагом, либо фаг смог защитить собственную ДНК.

Группе исследователей также удалось показать, что Т5-подобные бактериофаги избегают метилирования собственного генома: «Метилирование — это такая химическая реакция, в результате которой на ДНК навешивается специальная метка, метильный радикал. Бактерии метилируют свой геном в том числе для регуляции работы генов. Если бактериофаг проникает внутрь клетки и успешно проходит свой жизненный цикл, то можно предположить, что его геном приобретет метилирование, характерное для бактериальной ДНК. С бактериофагами BF23 и Т5 это не так: мы показали, что их ДНК лишена метильной метки. Почему это происходит — вопрос еще не решенный. Возможно, избегание метилирования помогает бактериофагу отличить свою ДНК от метилированной ДНК бактерии, которая подлежит уничтожению в ходе инфекции», — поясняет Михаил Скутель.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 12:19
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

Позавчера, 17:08
Ольга Иванова

Канадские исследователи изучили поведение приматов в естественной среде обитания и пришли к выводу, что те из них, кто имеет врожденные аномалии или покалечен в процессе жизни, вполне неплохо адаптируются к своим недостаткам. Они не только выживают, но и размножаются. Более того, им активно помогают сородичи.

Вчера, 14:56
Илья

Команда ученых, работавшая вместе со съемочной группой National Geographic в отдаленных районах Амазонки, обнаружила ранее не задокументированный вид гигантской анаконды.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

16 февраля
Мария Азарова

Целью нового исследования было понять, какие бактерии полости рта отвечают за продукцию метантиола, или метилмеркаптана — бесцветного токсичного газа с сильным и неприятным запахом, напоминающим зловоние гнилой капусты.

19 февраля
Полина

Подростки чаще пробуют писать музыку, если у них есть возможность получать соответствующее дополнительное образование, а также когда они чувствуют поддержку и преемственность. При этом есть пять типовых траекторий, которые приводят к собственному творчеству.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: