В новом исследовании ученые определили важную роль бактериофагов в лечении бактериальной инфекции. Бактериофаги (или фаги) — это вирусы, которые заражают и паразитируют в бактериях.
Что нам известно о бактериофагах?
Эти фаги могут переносить ДНК от одной бактерии к другой посредством процесса, известного как генетическая трансдукция. Это считается основным средством, с помощью которого бактерии развиваются и приобретают антибиотическую резистентность и факторы вирулентности, которые ускоряют появление новых и постепенно более патогенных штаммов. До сих пор были известны два механизма генетической трансдукции: обобщенная и специализированная трансдукция. На протяжении более 60 лет, с тех пор как свершилось открытие лауреатом Нобелевской премии Джошуа Ледербергом (Joshua Lederberg), эти два механизма стали единственными механизмами генетической трансдукции.
Результаты научной работы
В статье, опубликованной в журнале Science, ученые из Сингапурского Национального Университета (National University of Singapore) и Университета Глазго (University of Glasgow) сообщают об открытии третьего способа трансдукции. Срочная боковая трансдукция — этот новый режим, по-видимому, является самым мощным средством трансдукции, которое все же открыто, с возможностью переноса больших участков бактериальных хромосом между бактериями на чрезвычайно высоких частотах.
Когда фаг заражает бактериальную клетку, он обычно воспроизводится одним из двух способов: 1) литический цикл, в котором фаг воспроизводит и лизирует клетку, приводя к высвобождению новых фаговых частиц; или 2) лизогенный цикл, в котором фаговая ДНК включается в геном хозяина и реплицируется вместе с геном хозяина. При втором способе некоторые стимулы могут спровоцировать фаговую ДНК, чтобы вырезать себя из гена хозяина (удаление), собраться с белками в новые частицы фага, подвергнуть созреванию и лизировать клетки-хозяева. Выпущенные фаги могут затем инфицировать другие бактерии и переносить их ДНК, которая включает ДНК в клетки-хозяина.
Напротив, исследователи, возглавляемые Джоном Ченом (John Chen), обнаружили, что боковая трансдукция происходит, когда фаги задерживают иссечение до конца жизненного цикла. Вместо этого фаги инициируют репликацию ДНК, в то время как они все еще являются частью генома хозяина, в результате чего образуются множественные фаговые геномы. Затем ДНК может инициироваться в некоторых геномах, что приводит к упаковке и передаче хромосомной ДНК другим бактериям.
«Боковая трансдукция повышает концепцию подвижных генетических элементов, значительно превышающую концепцию определенных элементов ДНК путем преобразования секций генома в гипермобильные платформы. Они способны переносить любой генетический элемент в пределах своих границ на невероятно высоких частотах»,- сказал Джон Чен.
Открытие этого высокоэффективного способа переноса генов может помочь объяснить быстрое развитие бактерий, которое возникает, например, при развитии штаммов, устойчивых к множественным лекарственным средствам.
Чен отметил: «Фаги на сегодняшний день являются самыми распространенными биологическими объектами на планете, а важность генетической трансдукции как одного из главных факторов развития микроорганизмов никогда не была более очевидной, чем с открытием боковой трансдукции».
Авторы другого исследования утверждают, что бактериофаги помогут в лечении супермикробов.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
