Завантаження...

Доставка препаратов курьером и службой доставки «Новая Почта». Прием заказов по телефону 0-800-307-407

Обнаружены гигантские бактериофаги с необычными генами

 

Ученые выделили* из разных источников ряд не описанных ранее бактериофагов, которые имеют необычно большие размеры, а также большой геном, в котором закодированы варианты системы бактериального иммунитета CRISPR-Cas. Авторы работы предполагают, что фаги используют CRISPR-Cas для борьбы с фагами-конкурентами

Как известно, ученые умеют культивировать в лабораторных условиях довольно ограниченное количество видов бактерий. Соответственно, преимущественно фаги, специфичные к этим бактериям, доступны для исследований. Кроме того, при изучении природных фагов их обычно отделяют от бактерий и клеток эукариот с помощью фильтров с порами диаметром 100-200 нм, однако известно, что есть фаги и большего размера. Чтобы выйти за рамки этих ограничений, микробиологи из Университета Беркли (Калифорния, США) собрали образцы ДНК из различных источников: водоемов, почвы, донных отложений, горячих источников, фекалий людей и животных. После анализа ДНК все фрагменты, которые точно не принадлежали археям, бактериям, эукариотам и вирусам эукариот, отнесли к фаговой ДНК. Из нее удалось собрать 35 полных фаговых геномов и еще несколько десятков неполных. Четыре из 35 полных геномов имели длину, превышающую 630 тыс. пар оснований, что на 34 тыс. пар оснований превышает самый большой из известных фаговых геномов.

Интересно, что ДНК гигантских фагов содержала гены, кодирующие факторы транскрипции и трансляции, транспортные РНК и рибосомальные белки. Фаг, как известно, не может самостоятельно синтезировать эти молекулы, следовательно, использует их в клетке бактерии-хозяина. Почему гигантские фаги «завели» собственные компоненты для биосинтеза белка, пока неясно. Возможно, это помогает им эффективнее перестроить белок-синтезирующую систему бактерий для собственных нужд.

Читайте также: Зачем бактериофаги «подслушивают разговоры» бактерий

Не менее необычная для фагов находка – компоненты системы CRISPR-Cas, которую бактерии используют для защиты от фагов, при этом фаговая CRISPR-Cas отличается от бактериальной. Ученые полагают, что фаги используют систему для уничтожения фагов-конкурентов, которые пытаются инфицировать ту же бактерию.

Работа ученых из Беркли не только открывает новые горизонты в исследовании разнообразия и экологии фагов, но также может найти и практическое применение – новый вариант CRISPR-Cas может пригодиться как инструмент редактирования генома.

* Al-Shayeb, B., Sachdeva, R., Chen, L. et al. Clades of huge phages from across Earth’s ecosystems. Nature, 2020, Published 12 February 2020. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2007-4