Недавнее исследование продемонстрировало, как микроорганизмы применяют «спящие вирусы» для усиления своей иммунной защиты. Одна одноклеточная бактерия, способная оберегать себя от вирусов подобно иммунной системе человека, состоящей из 1,8 триллиона клеток, впечатлила молекулярного биолога Университета Джонса Хопкинса Джошуа Моделла. Об этом написано в журнале Scientific American.
Еще 20 лет назад ученые установили, что бактерии применяют адаптивную защитную систему CRISPR для распознавания и уничтожения вирусных захватчиков при повторных инфекциях. В новом исследовании команда под руководством Моделла из Университета Джонса Хопкинса углубила знания о том, как бактерии используют эту систему для самовакцинации против фагов. Полученные данные могут оказаться полезными в борьбе с аминокислотной устойчивостью и способствовать разработке новых лечебных подходов.
Система CRISPR даёт бактериям возможность редактировать собственный геном. Отмечается, что после контакта с вирусом бактерии применяют специальный фермент для вставки в свой геном спейсеров — небольших участков вирусной ДНК. Такой механизм помогает им в дальнейшем распознавать и отражать атаки вирусов. В настоящее время ученые используют этот фермент как «генетические ножницы», чтобы изменять ДНК в разных областях, однако подробности процесса у бактерий до недавнего времени оставались малоизвестны.
Исследователи провели лабораторные эксперименты с бактериями Streptococcus pyogenes и вирусами-фагами, которые их заражают, чтобы понять, как бактерии захватывают ДНК вторгающихся вирусов. В ходе работы они обнаружили, что бактерии «улавливают» ДНК только тех фагов, которые способны переходить в латентное состояние, то есть «засыпать». По словам Моделла, во время этого периода покоя микроорганизмы успевают захватить мельчайшие участки вирусной ДНК и зафиксировать их в своём геноме.
«Система CRISPR создает «память» о неактивной форме вируса, подобно вакцине», — подчеркнул он.
Для подтверждения своих выводов биолог и его команда вновь подвергли бактерии со спейсерами атаке тех же фагов, чтобы проверить, обеспечивает ли новая генетическая «память» защиту от заражения. Согласно исследованию, микроорганизм способен обнаруживать фаги, используя сохранённые в геноме участки, и эффективно с ними бороться.
Молекулярный биолог Стэн Браунс из Делфтского технического университета охарактеризовал полученные результаты как весьма значимые. Он подчеркнул, что понимание взаимодействия между фагами и бактериями имеет фундаментальное значение для развития фаговой терапии — метода применения вирусов для лечения бактериальных инфекций, устойчивых к антибиотикам.
По мнению молекулярного биолога из Университета Северной Каролины и соучредителя биотехнологической компании Locus Biosciences Родольфа Баррангу, найденное открытие обладает важным значением, так как помогает учёным создавать фаги, способные заражать более широкий спектр инфекционных бактерий. Он отметил, что разные микроорганизмы могут использовать более 150 различных защитных механизмов от антифагов, которые необходимо учитывать при разработке терапии.
Ранее, 6 октября, медиапортал Sohu представил список продуктов, способствующих укреплению иммунитета. В публикации сообщалось, что в рацион рекомендуется включать бананы, морской огурец, жаботикабу, грейпфрут, чеснок, молоко, грибы и прополис. Кроме того, для повышения иммунитета советуют дополнить питание продуктами, богатыми цинком, железом и белками.