Изучение бактериофага BF23 показало, что вирусы способны справляться с бактериальной рестрикцией и модификацией
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Физтехи разработали стохастический вариант метода Франк—Вульфа для моделирования равновесного распределения транспортных потоков. Особенность нового подхода — использование случайных фрагментов из большого массива данных — ускоряет вычисления, при этом в экспериментах метод показывает качество решения, сопоставимое с классическими алгоритмами.
Результаты двухлетнего клинического исследования поставили под сомнение идею о том, что добавки с омега-3 можно использовать как средство профилактики деменции и болезни Альцгеймера. Прием капсул с рыбьим жиром не имел никаких позитивных последствий для здоровья мозга участников исследования.
Исследователи впервые подробно описали молекулярный «якорь», с помощью которого малярийный паразит проникает в клетки крови, и создали белок, блокирующий заражение. Оказалось, структура паразита сложнее и он активно перестраивает мембрану хозяина, чтобы проникнуть внутрь.
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.
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.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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