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:
  • Рецепт избавления от лишнего веса прямо с грядкиРецепт избавления от лишнего веса прямо с грядки07.08.2007
    К сожалению, очень многие недооценивают полезных качеств растущей на грядках зелени, а между тем, отдельные её представители в состоянии помочь многим женщинам, безуспешно пытающимся избавиться от лишнего веса, решить эту проблему.
  • Агрессивные мужчины болеют чащеАгрессивные мужчины болеют чаще08.08.2007
    Ученые выяснили, что сердитые, угнетенные и агрессивные мужчины имеют больше шансов заболеть сердечно-сосудистыми заболеваниями и диабетом. Сильное эмоционально-психическое напряжение приводит к формированию различных болезней.
  • Совет Европы призвал запретить телесные наказания детейСовет Европы призвал запретить телесные наказания детей08.08.2007
    Совет Европы (СЕ), объединяющий 47 европейских стран, призывает стран-членов запретить телесные наказания детей, сообщил сотрудник аппарата Совета.
  • Продукты и специи способны ослаблять больПродукты и специи способны ослаблять боль08.08.2007
    Противоболевая диета начинает вырисовываться. Выясняется, что корнеплодов, овощей и специй, активизирующих клеточные рецепторы, вызывающие болевые ощущения, достаточно много.
  • Диетическая пища приводит к ожирениюДиетическая пища приводит к ожирению08.08.2007
    Дети, сидящие на диете из низкокалорийной пищи и напитков, в действительности подвергаются большей опасности ожирения.
  • Убитый Литвиненко - не помеха радиоактивному сотрудничествуУбитый Литвиненко - не помеха радиоактивному сотрудничеству09.08.2007
    После смерти Александра Литвиненко в Лондоне в конце минувшего года отношения между Россией и Британией заметно испортились - дело дошло уже до взаимных высылок дипломатов. Но сворачивать сотрудничество в сфере ядерной безопасности Москва и Лондон не собираются.
  • Буш целый год скрывал свою болезньБуш целый год скрывал свою болезнь09.08.2007
    Джордж Буш и его врачи в течение года скрывали то, что в августе прошлого года президент был вынужден лечиться от болезни Лайма, которой заразился от укуса клеща во время одной из велосипедных поездок.
  • Самые опасные водоемы Москвы и ПодмосковьяСамые опасные водоемы Москвы и Подмосковья09.08.2007
    В эти выходные синоптики обещают в Москве и Подмосковье ясную погоду и жару до +30 градусов. И те, кто так и не собрался отправиться в отпуск на море, наверняка задумаются о том, куда бы уехать из города. Искупаться, половить рыбу, пожарить шашлыки.
  • Генерал-майор КГБ: Психотронное оружие действительно существуетГенерал-майор КГБ: Психотронное оружие действительно существует09.08.2007
    Странное словосочетание "психотронное оружие" появилось в СМИ еще 20 лет назад. Но рассказывали о нем тогда, как правило, отправленные в отставку военные или непризнанные Академией наук ученые.
  • Вспышку ящура в Британии спровоцировал лаборантВспышку ящура в Британии спровоцировал лаборант09.08.2007
    Был задержан лаборант компании Merial, который, по мнению следствия, мог вылить штаммы вируса в ручей, проходящий по территории всех зараженных ферм.
 
  Copyright © RIN 2001-. *  Обратная связь