Израильские ученые описали неизвестный способ защиты бактерий от вирусов

Ученые из Хайфского Техниона обнаружили ранее неизвестный механизм защиты морских цианобактерий от вирусов-бактериофагов. Бактерии замедляют процесс синтеза белков, и вирусы гибнут, не успевая уничтожить хозяина.

Человека бактерии и вирусы очень интересуют из-за их роли в возникновении различных, порой тяжелых, заболеваний. Но есть и другое важнейшее направление исследований – это борьба между бактериями и бактериофагами – вирусами, которые поражают бактерии. Это война в микромире на миллиарды лет старше человека, и многие эволюционные механизмы были в этой войне опробованы и выработаны. Эта борьба происходит и на суше, и в океанах. Если бы не механизмы сопротивления, которые бактерии выработали за миллиарды лет, вирусы бы их уничтожили.

В работе, опубликованной в журнале Nature Microbiology, ученые из Хайфского Техниона описали неизвестный ранее способ сопротивления морских бактерий вирусам.

Исследование посвящено морской бактерии Synechococcus и ее взаимодействию с бактериофагом – Syn9. Эта цианобактерия играет важнейшую роль в производстве атмосферного кислорода и является основой всей океанической пищевой цепи. Если бы Synechococcus не сумела выработать механизм защиты, она бы, скорее всего, вымерла из-за атак бактериофагов, подобных Syn9, и наш мир был бы другим. Но она нашла способ выжить.

Ученые из Техниона описывают сценарий защиты, который они назвали "пассивным". Они обратили внимание на то, что концентрация транспортных РНК (тРНК) у бактерий Synechococcus существенно снижена. тРНК играют важнейшую роль в жизни клетки, – они "подносят" аминокислоты рибосоме, когда она синтезирует белок. При пониженной концентрации тРНК синтез всех белков замедляется – и бактериальных, и вирусных. Но если для бактерии такое замедление не критично, – она может немного подождать, то для вируса снижение скорости синтеза его белков может оказаться летальным.

"Исследования устойчивости бактерий обычно сосредоточены на генах, обеспечивающих активную защиту от инфекции", – объясняет соавтор работы профессор Дебби Линделл. – "Но не все защитные механизмы являются активными; некоторые, например, тот, который мы обнаружили, возникают в результате "пассивного сопротивления". Наши результаты показывают, что нормальная концентрация тРНК снижает устойчивость бактерий к вирусу, в то время как низкая – повышает такую устойчивость".

Профессор Линделл говорит, что этот механизм не предотвращает проникновение вируса в бактериальную клетку, но останавливает образование новых вирусов, что и позволяет бактериям выживать.

По мнению исследователей, феномен пассивной защиты, вероятно, не ограничивается взаимодействием Synechococcus-Syn9, а более распространен и применяется многими бактериями в этой вечной войне микромира.