Недавние исследования ученых из Сколтеха, во главе с руководителем Лаборатории анализа метагеномов, Артемом Исаевым, привели к разгадыванию геномной последовательности бактериофага BF23, маркерного представителя группы Т5-подобных бактериофагов. Этот научный прорыв открывает новые перспективы для борьбы с резистентными бактериями и понимания механизмов, используемых бактериофагами для обхода бактериальных защитных систем.
Бактериофаги, называемые природными "хищниками" бактерий, давно привлекают внимание исследователей как потенциальная альтернатива антибиотикам. В свете увеличивающейся устойчивости бактерий к антибиотикам, эти вирусы способны специфически распознавать и атаковать бактерии, при этом остаясь безопасными для человека.
Бактериофаг BF23, изолированный еще в 1949 году, оставался загадочным вирусом с неизвестной геномной последовательностью. Однако современные исследователи, под руководством Артема Исаева, провели геномный и протеомный анализ этого фага и исследовали его взаимодействие с системами бактериального иммунитета.
Один из ключевых выводов исследования заключается в том, что группа Т5-подобных бактериофагов, к которой относится BF23, обладает уникальной способностью обманывать разные бактериальные иммунные системы, такие как системы рестрикции-модификации и CRISPR-Cas, которые обычно используются бактериями для защиты от инфекций. Это открывает перспективы для изучения механизмов, лежащих в основе этой уникальной способности и может способствовать разработке новых методов борьбы с инфекционными болезнями.
Аспирант Сколтеха, Михаил Скутель, который является первым автором этой работы, подчеркивает важность этого исследования: "Мы надеемся, что результаты наших исследований помогут не только лучше понять функционирование бактериофагов, но и создать новые подходы к борьбе с бактериальными инфекциями, особенно в условиях роста резистентности к антибиотикам".
В ходе исследования, ученые провели секвенирование генома бактериофага BF23 и сравнили его с геномами других Т5-подобных фагов. Несмотря на небольшие изменения в геноме BF23, такое сравнение может способствовать поиску "антизащитных компонентов", которые могут присутствовать в геномах всех Т5-подобных бактериофагов.
Отличительной особенностью Т5-подобных фагов, включая BF23, является то, что они проводят инфицирование в два этапа. Сначала они подготавливают бактериальную клетку к инфекции, впрыскивая внутрь нее только часть своего генома. Это отличается от других бактериофагов, которые впрыскивают весь свой геномный материал сразу.
Михаил Скутель добавляет: "На первом этапе инфекции начинают активно работать специальные ранние гены фага и происходит много интересного: полностью разрушается не только геном бактериальной клетки, но и сами нуклеотиды - строительные блоки, из которых состоит геномная ДНК бактерий. По всей видимости, именно на этом этапе происходит наработка компонента, который впоследствии будет защищать остальной геном фага от действия бактериальных защитных систем".
Эти последние находки приносят надежду на дальнейшие исследования, направленные на более глубокое понимание биологии бактериофагов и их потенциальное использование в медицине для борьбы с бактериальными инфекциями, особенно в условиях, когда антибиотики становятся
Опубликовано: 5-12-2023, 16:45