Учёные выяснили, как бактерии распознают атаку бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии. Исследование показало, что фермент вируса разрушает важную сигнальную молекулу внутри бактериальной клетки, после чего запускается защитная реакция. Результаты работы опубликованы в журнале Science, сообщило издание ScienceDaily.
Открытие может помочь создавать фаги для терапии инфекций, которые лучше обходят бактериальную защиту. Бактериофаги способны уничтожать вредные микроорганизмы, не повреждая клетки человека, включая бактерии, устойчивые к антибиотикам. Однако сами бактерии имеют собственные иммунные системы и могут противостоять вирусной атаке.
Исследователи изучали систему CBASS. После активации она запускает крайний защитный механизм: заражённая бактерия погибает сама, не позволяя вирусу распространиться на соседние клетки. Поскольку такая реакция смертельна для самой бактерии, система должна точно отличать настоящую угрозу от других воздействий.
Команда Сэма Хоббса, доцента кафедры биохимии в University of Utah Health, установила, что сигналом тревоги становится действие вирусного фермента. Некоторые фаги вырабатывают протеазу — белок, расщепляющий другие белки. В данном случае протеаза воздействует непосредственно на белок бактерии-хозяина и тем самым включает всю цепочку иммунного ответа.
«Это один из самых распространённых видов бактериального иммунитета, поэтому, когда мы наконец разобрались в его механизме, это был настоящий момент озарения», — сказал Хоббс, первый автор научной работы. По его словам, обнаруженный принцип отличается от механизмов, которые распознают вирусный генетический материал напрямую: в системе CBASS тревогу вызывает активность вирусного белка.
Система CBASS связана с иммунным механизмом, обнаруженным у людей. Это указывает на то, что отдельные элементы защиты от вирусов могли сохраниться у бактерий и человека со времени существования их общего предка. Быстрое размножение бактерий позволяет оперативно изучать такие процессы и затем проверять полученные результаты в биологических моделях, более близких к человеку.