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:
  • Регулярный секс улучшает женское зрениеРегулярный секс улучшает женское зрение24.02.2011
    Регулярный секс помогает женщинам лучше видеть, даже при наследственной предрасположенности к плохому зрению.С таким заявлением выступили итальянские ученые.
  • Излучение мобильников все же влияет на мозгИзлучение мобильников все же влияет на мозг24.02.2011
    Ученые из Национального института здоровья в США обнародовали данные проведенного ими исследования о воздействии радиоизлучения сотовых телефонов на мозг.
  • Онищенко отказался уничтожить коллекцию штаммов оспыОнищенко отказался уничтожить коллекцию штаммов оспы24.02.2011
    Уничтожение коллекций штаммов натуральной оспы, хранящихся в России и США, является вредной и несвоевременной мерой. Об этом, как передает "Интерфакс", заявил сегодня главный санитарный врач РФ Геннадий Онищенко.
  • Мужские Мужские "критические дни" и их проявления24.02.2011
    Мужчины просто обожают шутить (да и говорить вполне серьезно) о невыносимых женских капризах и истериках, которые имеют место быть в дни предменструального синдрома, а тем более, начинаются с приходом менопаузы.
  • Разработан портативный МР-сканер для диагностики ракаРазработан портативный МР-сканер для диагностики рака24.02.2011
    Американские ученые разработали подключаемый к смартфону портативный магнитно-резонансный сканер для диагностики опухолей, сообщает PhysOrg.
  • Аспирин снижает вероятность ракаАспирин снижает вероятность рака25.02.2011
    Согласно исследованию британских ученых из Оксфорда, регулярный прием ацетилсалициловой кислоты снижает риск возникновения рака.
  • Женскому здоровью необходим оргазмЖенскому здоровью необходим оргазм25.02.2011
    Женщины, которые регулярно испытывают оргазм, более энергичны и реже болеют, чем их сверстницы, которые после секса не остаются удовлетворенными. При этом многие из таких женщин ведут активную половую жизнь, но стесняются обращаться к специалистам.
  • Московских школьников начнут проверять на наркотикиМосковских школьников начнут проверять на наркотики25.02.2011
    В ряде школ Москвы с марта 2011 года начнутся пилотные добровольные обследования учеников на употребление наркотиков. Об этом рассказал РИА Новости неназванный источник в городской администрации.
  • Мед помогает улучшать памятьМед помогает улучшать память25.02.2011
    Исследователи из Новой Зеландии утверждают, что мед способен снимать ощущение тревожного состояния и улучшать память.
  • Внука Сталина госпитализировали с инсультомВнука Сталина госпитализировали с инсультом25.02.2011
    Евгений Джугашвили, внук Иосифа Сталина, попал в лечебное учреждение после того, как отметил День защитника Отечества. Врачи "скорой" забрали полковника в отставке в Боткинскую больницу из его квартиры, расположенной на Фрунзенской набережной.
 
  Copyright © RIN 2001-. *  Обратная связь