Вирусы бактерий оказались способны считывать химические сигналы других видов о том, сколько еще доступны для захвата бактерий, и на основе этого решать, впадать им в спячку или активно размножаться. Но такая «подслушка» оказалась полезна только для вирусов, которые сами создают эти химические сигналы, но не для считывающих их. Поскольку вирусы бактерий рассматривают как средство борьбы с устойчивыми к антибиотикам инфекциями, возможность влиять на поведение этих вирусов улучшит эффективность таких средств. Исследование было опубликовано в журнале Cell.

КАК РАЗЛИЧНЫЕ ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ МОГУТ ОБЩАТЬСЯ МЕЖДУ СОБОЙ?

Животные нередко пользуются чужими предупреждениями об опасности: например, игры могут принимать решение о взаимодействии с какой-либо особью, наблюдая за ее взаимодействиями с другими членами группы. Но это не ограничивается внутривидовыми взаимодействиями, ведь американские птицы кулоны подслушивают предупреждение грызунов об опасности хищников, а птицы со всего мира издают схожий звук для предупреждения об кукушках.

Часто такие сигналы влияют на конкуренцию между особями: соловья могут подстраивать свое пение под пение соперников за самку, чтобы увеличить свои шансы на размножение. А самцы морских слонов распознали пение своих соперников и решили удалиться, если знали, что это пение принадлежит большим особям. Такие отношения сохраняются и на микроуровне: разные виды бактерий и грибов влияют на рост друг друга с помощью химических сигналов. Но британско-американская команда ученых во главе со специалистами Университета Эксетера решила исследовать, как влияют друг на друга вирусы — организмы, не имеющие клеточного строения и даже не производящие собственные сигнальные соединения.

ЧТО ВЫЯСНИЛИ О ВЛИЯНИИ ВИРУСОВ ДРУГ НА ДРУГА?

Ученые исследовали вирусы бактерий, называемые бактериофагами. Исследователи сосредоточились на переходе между двумя вариантами поведения, которое бактериофаги могут показывать, когда попадают внутрь бактерий: лизис бактерии, то есть быстрое размножение бактериофага с гибелью клетки-носителя и распространением копий вируса, и лизогению, т.е. Некоторые бактериофаги способны заставлять бактерию производить короткие последовательности аминокислот – сигнальные пептиды. Их высокая концентрация указывает представителям их вида на недостаток доступных клеток-носителей и пользу от перехода на лизогению, тогда как низкая — на преимущества от лизиса, ведь рядом есть много потенциальных носителей.

Чтобы выяснить, как сигнальные пептиды от разных видов бактериофагов влияют на них, ученые исследовали свободноживущие бактерии рода Bacillus, часто становящиеся в природе носителями бактериофагов. Проанализировав ДНК бактерий, в которой скрываются лизогенные формы бактериофагов, ученые выяснили, что более половины был только один бактериофаг, способный посылать химические сигналы. Но разные виды бактериофагов все же довольно часто сталкивались друг с другом в природе. В 35 процентах бактериальных геномов нашли по два вида, у 4,3 и 3,9 процента – по три и четыре вида, а у одной бактерии – восемь видов бактериофагов.

Чтобы протестировать способность бактериофагов реагировать на сигнальные пептиды другого вида, ученые заразили бактерию B. subtilis вирусом, неспособным производить собственные пептиды, а затем добавили в колонию пептиды от восьми разных видов бактериофагов. В ответ на его вид пептиды и еще четыре пептида родственных видов бактериофаг перешел в лизогению, хотя вокруг были доступны для заражения бактерии. В последующих экспериментах ученые подтвердили, что некоторые бактериофаги способны реагировать даже на сигнальные пептиды от родственных видов.

ПОЧЕМУ ТАКОЕ ОБЩЕНИЕ МЕЖДУ ВИРУСАМИ ВРЕДИТ ЧАСТИ ИЗ НИХ?

Сигнальные пептиды у вирусов эволюционировали, вероятнее всего, для сохранения ресурсов, ведь преждевременное убийство бактерии повредило бы и вирусу, который не может без нее выживать. Поэтому, когда общение с помощью этих пептидов происходит между бактериофагами одного вида, это увеличивает вероятность выживания вида. Но когда другой вид бактериофагов полагается на эти сигналы, он может упускать возможность захватить новые бактерии, например того вида, который не поражает бактериофаг-отправитель сигнала. Таким образом, вирус-отправитель сигнальных пептидов может даже подавлять конкурентов.