Семьи бактерий «отстреливаются» от чужаков вирусами

Бактерии, живущие в ограниченных пространствах вроде нашего кишечника, постоянно конкурируют между собой за пищу. Исследователи обнаружили новое оружие, которое они для этого могут использовать, — литические вирусы, которые разрушают клетку противника изнутри. Они скапливаются на поверхности зараженных бактерий и при встрече с новым микробом атакуют его. Таким образом семья бактерий, «переболевших» вирусом, получает преимущество перед чужаками.

Известно несколько способов, с помощью которых бактерии могут зачистить свою территорию от конкурентов. Например, они могут выделять антибиотики или уничтожать врагов с помощью белков, заякоренных в клеточной стенке. Сейчас группа ученых из Китая, Кореи и США обнаружила новое оружие бактерий, которые те используют друг против друга.

Исследователи заметили, что между двумя подвижными штаммами кишечной палочки, которые живут на одной чашке Петри, возникает своеобразная демаркационная линия, то есть четкая граница, которую они не переплывают. Но штаммы — это не разные виды, они отличаются буквально несколькими мутациями. Поэтому ученые исследовали целую библиотеку из 4296 штаммов, у которых были выключены разные гены. Их селили на чашки попарно и смотрели, между какими парами образовывалась демаркационная линия.

Оказалось, что за образование границы отвечают мутации в генах, принадлежащих бактериофагам — паразитическим вирусам бактерии. Особенно отчетливая граница формировалась у кишечных палочек, зараженных бактериофагом CPS-53. Он относится к скрытым профагам, то есть, как у всех фагов, его ДНК встроена в геном бактерии, но сформировать вирусную частицу, разрушить клетку и выйти на свободу он не способен. Поэтому едва ли он может быть опасен для противника.

Оказалось, что истинным оружием для кишечной палочки служат активные бактериофаги SW-1. Скрытый профаг CPS-53 помогает им размножиться, а скапливаются они на поверхности клетки. Когда бактерии встречаются с противником, который незнаком с SW-1, частицы бактериофага перескакивают на новую жертву и разрушают ее. Поэтому между двумя группами бактерий возникает «мертвая зона», которая в микроскоп выглядит как демаркационная линия. Таким образом один клан бактерий, несущий на себе бактериофагов, может отбиться от соседнего и получить преимущество в погоне за едой.

Тем не менее вопросов остается множество. Во-первых, по какому сигналу бактерии-победители спускают бактериофагов на соперника? Во-вторых, как устроен их «иммунитет» и почему они сами не погибают от разрушительного вируса? И, наконец, идет ли эта битва в реальном времени в нашем кишечнике? А если да, то можем ли мы использовать это свойство кишечной палочки в борьбе против каких-нибудь патогенных бактерий?

Статья опубликована в журнале Cell
Источник: chrdk.ru