06.06.2009

 Бактерии умеют захватывать ДНК вирусов


"Выражаясь точнее, бактерии не захватывают генетический материал, а утилизируют его из вирусов, которыми заражаются", - объясняет Томас Вуд (Thomas K. Wood), профессор отделения химической инженерии Техасского университета агрокультуры и машиностроения.

Вирусы, инфицирующие бактерии, называются бактериофагами или просто фагами. Они впрыскивают свою ДНК в бактериальную клетку, используя свой хвост словно иглу шприца. Внутри бактерии ДНК фага многократно размножается. Затем бактерия погибает, а фаги одеваются в оболочку и выходят на поиски новых клеток-хозяев.

Бактерии используют своих паразитов

Томас Вуд изучал взаимоотношения бактерии E. Coli (кишечной палочки) с так называемыми профагами. Профаг, или латентный фаг, также проникает в бактериальную клетку, но в отличие от истинного бактериофага не начинает бесконтрольно размножаться и не убивает клетку. Когда ДНК фага оказывается внутри клетки, бактерия встраивает ее в свой геном. И такая добавка вирусного генома к своему собственному, очевидно, идет ей на пользу. E. Coli получает от фага 25 генов, которые ускоряют ее рост. На той же самой питательной среде она начинает расти в пять раз быстрее, чем без фага.

Становится понятно, почему бактерия, как правило, содержит 10-20% генов, не принадлежащих ее собственному геному, - она набрала их от фагов. Эта вирусная ДНК дает бактерии дополнительные возможности: она позволяет ей лучше приспосабливаться к новой среде. Какие-то из новых генов вполне могут оказаться полезными при смене среды обитания. Так бактерия получает возможность распространяться в пространстве. Необходимость возникает, когда запасы питательных веществ вокруг бактерии истощаются и нужно искать их в другом месте. Или же когда физические условия, например температура, резко меняются и становятся неподходящими для жизни.

Томас Вуд установил, что бактерия может, используя определенные механизмы регуляции, или оставлять при себе вирусную ДНК, или избавляться от нее. И в том и в другом случае она получает плюсы и минусы. Вирусная ДНК позволяет бактерии быстрее расти, но одновременно снижает ее мобильность - способность к самостоятельному передвижению.

Сообщество дает новые возможности

При дальнейшем изучении этой проблемы Вуд и его коллеги установили, что вирусная ДНК влияет на способность бактерий переходить к другой жизненной форме, а именно формировать биопленки. Это тонкий слой, образованный сообществом соединенных друг с другом бактериальных клеток. Биопленки появляются на разнообразных живых и неживых поверхностях, в том числе на камнях, продуктах питания, зубах, стенке кишечника, поверхности биомедицинских имплантатов, например искусственных суставов.

В составе таких колоний бактерии работают эффективнее и приобретают дополнительные свойства, например инфекционность. Специалисты Национального института здоровья (National Institutes of Health) утверждают, что 90% человеческих инфекций вызывает бактерии именно в форме биопленок. А по мнению Центра контроля заболеваний (Centers for Disease Control), с биопленками связано 65% внутрибольничных инфекций.

Белок контроля над вирусом

Команда Вуда раскрыла и генетический механизм, который обеспечивает поглощение бактерией вирусного генома. Бактериальный белок под названием Hha способен определять, встроятся ли вирусные гены в белок или нет. Когда ген Hha включается, бактерия избавляется от вирусной ДНК. При этом она теряет в росте и возможности образовать биопленки, но приобретает большую подвижность. Если же ген Hha не работает, бактерия принимает вирусную ДНК, теряет подвижность, но быстрее растет и образует биопленки.

"Если мы поняли, как формируются биопленки, мы может постараться воздействовать на процесс, чтобы ускорить пленкообразование там, где это полезно, и затормозить там, где вредно, - говорит Вуд. - Мы нашли регулятор, белок Hha, который контролирует гены образования биопленок. Теперь надо понять, как влиять на активность этого гена. Задача будущего - создавать биопленки биоинженерным способом".

Ученые считают, что смогут использовать полезные биопленки в самых разных областях - медицине, получении биотоплива или, к примеру, в регенерации почв. Для последнего, например, надо сформировать биопленки на корнях растений и высадить их в загрязненную почву, а сообщества бактерий будут ее очищать.

Источник: Бактерии умеют захватывать ДНК вирусов




Другие новости:
  • Появилась одежда со встроенным кондиционером: плюсы и минусыПоявилась одежда со встроенным кондиционером: плюсы и минусы18.08.2007
    Чего только люди не пробовали, чтобы облегчить себе жизнь в жару! Но как всегда впереди планеты всей оказались японцы, создавшие самоохлаждающуюся одежду. Это не научная фантастика и не модная фишка, это реальный выход для умирающих от жары.
  • Чиновники посчитают сколько требуется дантистов странеЧиновники посчитают сколько требуется дантистов стране18.08.2007
    Россиян, страдающих от зубной боли, намерено пересчитать Минздравсоцразвития РФ.
  • Причины, побуждающие избавляться от татуировокПричины, побуждающие избавляться от татуировок18.08.2007
    Около 3% россиян ежегодно делают себе татуировки, причем многие из них потом жалеют об этом и пытаются избавиться от нательной живописи. По данным специалистов, удаляющих тату, уничтожить рисунки желают примерно 5% обладателей меток.
  • Народные средства помогут зубам засиять белизнойНародные средства помогут зубам засиять белизной18.08.2007
    Каждому из нас хочется иметь белые зубы и красиво улыбаться... Завистливо посмеиваясь, мы погляыдваем на ослепительные улыбки голливудских звезд. Оказывается, это нет так уж сложно!
  • В ставропольском городе растет число отравившихся детейВ ставропольском городе растет число отравившихся детей19.08.2007
    В ставропольском городе Благодарный за последние сутки число госпитализированных с пищевым отравлением детей возросло до 75, с тем же диагнозом в больнице находится 1 взрослый. Еще 48 малышей лечатся амбулаторно на дому.
  • Пациент девять лет ждал, когда ему пришьют достоинствоПациент девять лет ждал, когда ему пришьют достоинство19.08.2007
    Силиконовый имплантат вместо утраченного яичка установили юному москвичу хирурги из Московского НИИ педиатрии и детской хирургии. Косметической операции мальчик ждал несколько лет.
  • Склонность к депрессии передается по наследствуСклонность к депрессии передается по наследству19.08.2007
    Подавленному настроению и пессимизму подвержено большинство современных людей. Однако степень предрасположенности к возникновению депрессии различна. В целом это зависит от генотипа человека.
  • Новые методы лечения бронхиальной астмыНовые методы лечения бронхиальной астмы19.08.2007
    Бронхиальная астма известна с давних времен, но с 80-х годов прошлого века она стала привлекать повышенное внимание со стороны педиатров, аллергологов и пульмонологов.
  • Ожирение является Ожирение является "социально заразным"19.08.2007
    Если ваши друзья и семья стали толстеть, шансы, что это случится с вами, растут, пишут исследователи в новом пугающем исследовании, придя к предположению, что ожирение является "социально заразным" и легко распространяется от человека к человеку.
  • Мобильные вызывают бессонницуМобильные вызывают бессонницу19.08.2007
    Клинический психолог и эксперт по сну, Эндрю Фаллер, считает, что чрезмерное использование мобильных телефонов и интернета, у многих людей вызывает бессонницу.
 
  Copyright © RIN 2001-. *  Обратная связь