Завантаження...

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

Як бактерії використовують бактеріофаги, щоб знищити конкурентів

 

Нове дослідження під керівництвом Університету Юти та Університетського коледжу Лондона (UCL) виявило, що рослинні бактеріальні патогени здатні перепрофілювати елементи власних бактеріофагів, щоб знищити конкуруючі мікроби. За словами вченої Талії Карасової ці несподівані відкриття вказують на те, що такі елементи, отримані з фагів, колись можна буде використовувати як альтернативу антибіотикам.

Цей результат навряд чи був тим, що вона очікувала отримати, коли розпочала дослідження з міжнародною командою вчених.

Мікробні патогени є повсюди, але лише частину часу вони викликають захворювання у людей, інших тварин або рослин, за словами Карасової, чий основний дослідницький інтерес полягає у взаємодії між рослинами та мікробними патогенами. Вчена прагне зрозуміти фактори, які призводять до хвороб та епідемій, а не тримати під контролем патогени.

Для своїх попередніх досліджень було розглянуто, як конкретний бактеріальний патоген, Pseudomonas viridiflava, проявляється в сільськогосподарських і диких умовах. Було виявлено, що на оброблених землях один із варіантів широко поширюється на полі посівів і стає домінуючим мікробом. Але на необроблених землях це було не так, і Карасова вирішила з’ясувати причину.

 «Ми досліджували геноми рослинних бактеріальних патогенів, щоб побачити, які фаги їх інфікують. Але цікавим був не фаг, який ми знайшли. Бактерії взяли фаг і перепрофілювали його для війни з іншими бактеріями, тепер використовуючи його для знищення конкуруючих бактерій».

Відповідно до її дослідження, опублікованого в Science, патоген отримує елементи фагів у формі несамовластивих кластерів перепрофільованого фага, які називаються тайлоцинами, які проникають через зовнішні мембрани інших патогенів і вбивають їх. Відкривши цю постійну війну в популяціях бактеріальних патогенів, лабораторія Карасової та лабораторія Ернана Бурбано в UCL дослідили геноми сучасних та історичних патогенів, щоб визначити, як бактерії еволюціонують, щоб атакувати одна одну.

«Ви можете уявити собі гонку озброєнь між бактеріями, де вони намагаються вбити одна одну», — сказав Бурбано. «Зразки гербарію за останні 200 років, які ми проаналізували, відкрили нам вікно в цю гонку озброєнь, надаючи розуміння того, як бактерії уникають бути вбитими своїми конкурентами».

Бурбано став піонером у використанні гербарних зразків для дослідження еволюції рослин та їх мікробних патогенів. Його лабораторія секвенує геноми як рослин-господарів, так і мікробів, пов’язаних із рослиною на момент збору понад століття тому.

Для дослідження фагів Бурбано проаналізував історичні зразки Arabidopsis thaliana, які зазвичай називають кресс-салат, зібрані на південному заході Німеччини, порівнюючи їх та мікроби, які вони містили, з рослинами, які сьогодні ростуть у тій же частині Німеччини.

«Ми виявили, що всі історичні тайлоцини присутні в нашому сучасному наборі даних, що свідчить про те, що еволюція підтримувала різноманітність варіантів тайлоцинів протягом століття», — сказав він. «Це, ймовірно, вказує на кінцевий набір можливих механізмів резистентності/чутливості в нашій досліджуваній популяції бактерій».

Провідний автор Талія Бекман задається питанням, чи могли б тайлоцини допомогти вирішити назріваючу кризу стійкості до антибіотиків.

«Ми як суспільство гостро потребуємо нових антибіотиків, і тайлоцини мають потенціал як нові антимікробні засоби лікування», — сказав Бакман, аспірант лабораторії Карасової. «Хоча тайлоцини раніше були виявлені в геномах інших бактерій і досліджувалися в лабораторних умовах, їх вплив і еволюція в популяціях диких бактерій не були відомі. Той факт, що ми виявили, що всі ці патогени диких рослин мають тайлоцини, і ці тайлоцини розвиваються, щоб вбивати сусідні бактерії, показує, наскільки вони важливі в природі».