Израильские ученые выяснили, как бактерии научились у вирусов поражать разные типы клеток
Исследователи из Еврейского университета Иерусалима обнаружили, что бактерии используют вирусные механизмы для создания биологического оружия против конкурентов и клеток человека.
Вирусы атакуют почти все живое на Земле, используя белки для распознавания рецепторов на поверхности клеток. Группа ученых под руководством профессора Асафа Леви выяснила, что бактерии не просто защищаются от вирусов, но и заимствуют их "инженерные решения".
Ученые сосредоточились на внеклеточных сократительных инъекционных системах (eCIS). Это сложные молекулярные машины, напоминающие "хвосты" вирусов-бактериофагов, которые вирусы вводят в клетку или бактерию. Но если вирусы используют этот биомеханизм для впрыскивания своей ДНК, то бактерии превратили его в устройства для доставки токсинов. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Поиск белков, отвечающих за распознавание мишеней для атаки, долгое время был затруднен из-за их очень быстрой эволюции. Чтобы решить эту задачу, команда разработала алгоритм, проанализировавший тысячи геномов. Было выявлено почти три с половиной тысячи белков хвостовых волокон у более чем тысячи видов бактерий и архей. Оказалось, что бактерии собирают свои "шприцы" из разных частей, заимствуя генетический материал не только у вирусов, но и у растений, грибов и даже животных.
Ученые экспериментально подтвердили теорию, создав гибридную систему, способную точечно атаковать человеческие клетки, имитируя механизмы вируса гриппа. Это открытие дает огромные возможности биотехнологиям: в будущем такие структуры можно будет использовать для прицельной доставки лекарств и ферментов в конкретные типы клеток организма.
Ученые подчеркивают масштаб природной изобретательности: "Это своего рода эволюция на стероидах. Бактерии выбирают из биологического мира полезные инструменты связывания и перепрофилируют их". Исследование показывает, как древние вирусные механизмы вдохновляют ученых на создание биомедицинских инструментов нового поколения.
