Завантаження...

Доставка ліків кур'єром та службою доставки «Нова Пошта». Приймання замовлень за телефоном 0-800-307-407

Вчені розкрили молекулярну структуру бактеріофага з гнучким хвостом

 

Вперше молекулярна структура бактеріофага з гнучким хвостом була розкрита в безпрецедентних деталях. 

Слово «вірус» часто асоціюється з негативними конотаціями. Однак важливо зазначити, що не всі віруси шкідливі. Насправді існує багато вірусів, які живуть у наших тілах і відіграють важливу роль у нашому здоров’ї. Одним із прикладів є бактеріофаги, віруси, які інфікують бактерії та можуть використовуватися для контролю над бактеріальними інфекціями.

Відомо, що ці віруси мають більш складну форму і раніше не були детально вивчені на атомному рівні. Їх можна сконструювати, щоб краще відповідати потребам, що становлять інтерес для людини, наприклад, бути альтернативою антибіотиків.

Вчені Окінавського науково-технічного інституту (OIST) разом зі своїми міжнародними співробітниками в Шеньчжені, а також з Academia Sinica на Тайвані вивчили молекулярну архітектуру теквінтавірусу, також відомого як Т5-подібні бактеріофаги, щоб зрозуміти, як ці віруси організовані на молекулярному рівні. Віруси Т5 — це віруси без оболонки з головою, яка має ікосаедричну форму і містить вірусну ДНК, і нескоротливий гнучкий хвіст, який діє як канал для ін’єкції ДНК у бактеріальну клітину-господаря.

Вчені отримали атомарні моделі для всіх структурних компонентів вірусу. Це перший випадок, коли хвостатий вірус із гнучким хвостом був повністю виявлений на такому рівні деталізації. Результати їх дослідження були опубліковані в журналі Nature Communications і заклали основу для майбутніх досліджень механізму зараження цими вірусами.

«Щоб ефективно створювати та модифікувати ці віруси для конкретних цілей, ми повинні знати їхню організацію на атомарному рівні та механізми, за допомогою яких вони заражають цільові бактерії. З цих причин ми вирішили використати кріоелектронну мікроскопію для візуалізації бактеріофага DT57C у високій роздільній здатності в повному обсязі», – пояснив професор Матіас Вольф, керівник підрозділу молекулярної кріоелектронної мікроскопії.

Дослідники, що працюють над методами фагової терапії, які використовують бактеріофаги для лікування бактеріальних інфекцій у сільськогосподарських культурах, аквакультурі та інших галузях, можуть отримати користь від результатів цього дослідження. «Отримані нами структурні знання можуть уможливити розробку бактеріофагів із покращеною здатністю знищувати ці бактеріальні патогени», — додав професор Вольф.

Чи означає це, що бактеріофаги є «хорошими» вірусами? Доктор Рафаель Аяла, провідний автор дослідницької статті, пояснив, що ці віруси «хороші», коли їх дія приносить нам користь, і «погані», коли вони завдають нам шкоди, як у випадку з бактеріями.

Прикладом того, яку користь бактеріофаги можуть нам принести, є їх використання в генній терапії. «Один із способів розповсюдження генів у клітинах полягає в тому, щоб помістити їх у людський вірус, який був модифікований двома способами: по-перше, щоб не викликати хворобу, а по-друге, щоб також нести гени, які ви хочете ввести для лікування конкретної хвороби. У такий спосіб вірус використовується як засіб для впровадження ліків», – сказав доктор Аяла.

Одним із головних завдань дослідження було реконструювати бактеріофаг загалом за допомогою електронних мікрофотографій із значними деталями, а не лише деякі його компоненти. Бактеріофаг DT57C складається з головки, шийки, хвоста та базової пластини на кінці хвоста. Багато з цих компонентів є гнучкими та можуть вільно рухатися, що ускладнює візуалізацію їхньої молекулярної архітектури в деталях, подібно до того, як важко зробити хорошу фотографію об’єкта, який швидко рухається.

Щоб впоратися з цим, дослідники розробили нові методи, які планують застосувати до інших вірусів складної форми. «Нам довелося придумати нові способи вирішення проблем, з якими ми зіткнулися, і ми вважаємо, що методи, розроблені в цьому дослідженні, зацікавлять багатьох дослідників, які вивчають віруси», — пояснив доктор Аяла. «Фаготерапія є активною сферою досліджень, і дуже ймовірно, що ми побачимо ці методи лікування протягом нашого життя».

Використання вірусів для модифікації бактерій є величезною сферою інтересу, оскільки бактерії є ядром багатьох природних і сконструйованих процесів, включаючи переробку поживних речовин, симбіоз, біоремедіацію (бактерії використовуються для очищення забруднювачів навколишнього середовища) і виробництво їжі. Це дослідження буде корисним для розробки вірусів для боротьби з бактеріальними захворюваннями, які вражають людей, рослини та інші організми.