МАДРІД, 13 (EUROPA PRESS)

бактерій

Дослідники з Каліфорнійського університету медицини в Сан-Дієго виявили, як працює нова імунна система, яка захищає бактерії від бактеріофагів, або фагів, вірусів, які специфічно інфікують бактерії. Ця нова система є незвичною тим, що працює за рахунок «абортивної» інфекції: заражені бактеріальні клітини самознищуються, щоб запобігти поширенню інфекції на інші клітини.

Дві статті, опубліковані в журналі Molecular Cell, надають нову інформацію, яка може бути використана для поліпшення лікування стійких до різних лікарських препаратів бактеріальних інфекцій шляхом точної настройки фагової терапії або навіть навмисного запуску бактеріального самознищення.

Абортивна інфекція - давня концепція, але вона залишається суперечливою. Одна бактеріальна клітина вбиває себе на користь решти, щоб з неї не вироблялося більше фагів ", - пояснює провідний автор Кевін Корбетт, доцент клітинної та молекулярної медицини в Медичній школі Сан-Дієго.

"Обговорювалося, логічно це чи ні, з еволюційної точки зору, що одноклітинні організми роблять це, - продовжує він. - Але якщо ми розглядаємо бактерії як спільну спільноту, а не як окремі клітини, це має сенс".

Лабораторія Корбетта не завжди приділяла увагу бактеріям. Вони, як правило, вивчають, як клітини ссавців діляться, утворюючи сперму та яйця, процес, який називається мейозом. Одним із аспектів мейозу, який їх особливо цікавить, є те, як конкретна сім’я білків, звана білками HORMA, допомагає підтримувати стабільність геному під час цього спеціалізованого клітинного поділу.

Але коли дослідження 2015 року, опубліковане біоінформатиками Національного інституту охорони здоров’я, передбачало, що деякі бактерії можуть також виробляти білки HORMA, і що ці білки можуть брати участь у новому типі імунної системи, Корбетт заінтригував.

"Я базовий науковець, і мене особливо цікавлять еволюційні зв'язки між білками та шляхами, про які ви ніколи не сподівалися б пов'язати", - пояснює Корбетт, який також є запрошеним вченим у відділенні Сан-Дієго Інституту раку Людвіга Дослідження. Тож я запитав себе, що ці білки можуть робити в бактеріях? ".

Проведено секвенування геномів майже 75 000 різних бактерій. З них Корбетт вважає, що ця нова система оборони становить приблизно 10 відсотків. Його команда клонувала систему, яка тепер називається CBASS, у лабораторний штам E. coli ', яка, як правило, чутлива до фагової інфекції. "Ми були раді виявити, що CBASS забезпечує майже абсолютний імунітет до фагів", - говорить Корбетт.

Копаючи глибше, команда продовжила розгадувати ряд біохімічних та структурних деталей про захисну систему CBASS, яка містить кілька білків. Таким чином, вони виявили, що білки HORMA виявляють інфекцію, а потім стимулюють другий білок до синтезу другої молекули-месенджера. Ця молекула, у свою чергу, активує фермент нуклеази, який руйнує геном бактерії, вбиває клітину, а також запобігає реплікації та інфікуванню фагів іншими клітинами.

Після падіння немилості століття тому фаги знову досліджуються як терапія бактеріальних інфекцій, стійких до багатьох лікарських засобів. За словами Корбетта, дослідники могли б використовувати цю нову механістичну інформацію про бактеріальну імунну систему для регулювання фагів, щоб уникнути цих систем, роблячи фагову терапію більш ефективною.

"З іншого боку, якщо ми можемо знайти спосіб активувати цю систему за допомогою ліків, ми могли б змусити бактерії, що містять CBASS, вбитись, - пояснює він. - Щоб зробити щось подібне, насправді потрібно чітко розуміти детальні механізми у грі ".

Але спочатку, визнає Корбетт, найважливішим питанням є розуміння широкого спектру систем CBASS. "Ми вивчили лише одну з понад 6000 різних систем CBASS, кожна з яких кодує різний набір датчиків інфекції, націлюючи білки та ефекторні білки, такі як нуклеаза в нашій системі. Зрозумійте, як працюють ці різні набори частин і як бактерії змішані та поєднані в міру їх розвитку дадуть нам більш повну картину того, як все працює і як ми могли б краще втрутитися ", - підсумовує він.