Ученые подробно изучают сложность эволюционной битвы между бактериями и фагами

В исследованиях Университета Отаго (University of Otago) изучается, как взаимодействуют и развиваются бактерии и вирусы, что позволяет в будущих исследованиях использовать бактерии и вирусы для потенциальных применений в биотехнологии и здравоохранении. Исследование, проведенное Саймоном Джексоном (Simon Jackson) и Питером Файраном (Peter Fineran) по изучению функции иммунной системы бактерий и их влияния на коэволюцию бактерий и вирусов, было опубликовано в научном журнале Cell.

Результаты научной работы

Вирусы, заражающие бактерии, называются бактериофагами (сокращенно «фаги») и являются наиболее распространенными биологическими объектами на планете, влияющими на многие аспекты нашей жизни и глобальную экосистему. Джексон говорит, что вражда между фагами и бактериями существовала всегда, и многие бактерии защищаются, используя иммунную защиту, известную как система CRISPR-Cas.

«Чтобы лучше понять взаимодействие между фагами и бактериями, в частности, как функционирует бактериальный иммунитет CRISPR-Cas, во многих странах в инновационных биотехнологических приложениях проходят исследования, включая редактирование генов», — объясняет Джексон. «Мы считаем, что эта область исследований имеет большие перспективы для биотехнологических применений и может также стать важным предиктором в использовании фагов для лечения инфекционных заболеваний. Например, поскольку фаги убивают определенные бактерии, они могут использоваться в качестве альтернативы антибиотикам для лечения некоторых инфекционных заболеваний и даже могут убивать устойчивые к антибиотикам бактерии».

Бактериальный адаптивный иммунитет в принципе сходен с адаптивным иммунитетом человека. Бактерии должны сначала пройти «вакцинацию» против определенных фагов, в которых участвуют бактерии, хранящие короткий фрагмент вирусной ДНК, называемый спейсер, используемый для распознавания и защиты от будущих инфекций. В предыдущем исследовании, посвященном изучению того, как системы CRISPR-Cas приобретают спейсеры, ученые обнаружили, что зачастую бактерии приобретают «неправильные» спейсеры, известные как скользящие спейсеры. Файран утверждает, что их первоначальные наблюдения показали, что эти скользящие спейсеры были очень эффективны в повышении бактериального иммунитета, стимулируя бактерии приобретать дополнительные спейсеры, нацеленные на тот же фаг. Эта неожиданная роль увеличивает иммунное разнообразие, что важно для защиты бактерий от быстро развивающихся фагов.

«Несколько групп исследователей ранее определили возникновение скользящих спейсеров. Однако никто ранее не задумывался о том, являются ли они функционирующими или какое влияние они могут оказать на иммунитет», — объясняет Файран.

«Показав, что они функциональны и могут принести пользу бактериям, мы обнаружили неожиданную сложность эволюционной битвы между бактериями и фагами. Если в будущем исследователи смогут определить, каким образом иммунитет впервые приобретается, то можно использовать эти знания для различных применений”, — говорит Файран. «Например, в молочной промышленности для производства сыра и йогурта бактериям полезно иметь устойчивость к фагам, тогда как если фаги использовать в качестве противомикробных препаратов, появление иммунитета было бы нежелательным — сродни устойчивости к антибиотикам».

Авторы другого исследования выяснили причины ослабления иммунитета в пожилом возрасте.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 

Сделать «Medical Insider» основным источником новостей в Google


Рейтинг
( Пока оценок нет )
Хусаинов Руслан Халилович / автор статьи
Должность - Координатор проекта. E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: