Ученые из университетов Пердью, Аризоны и Техаса провели исследование и обнаружили удивительную способность бактериофага, который атакует кишечную палочку. Он относится к вирусам без концевых элементов, которые позволяют переносить свою ДНК в клетки бактерии. Однако, в процессе атаки на бактерию бактериофаг временно отращивает «хвост».
Бактериофаги — вирусы, которые избирательно поражают бактериальные клетки. Они, чаще всего, размножаются внутри бактерий и вызывают их лизис. Ученые провели исследование и выяснили, что именно процесс образования «хвоста» и обмена генами стоит за эволюционным развитием многих вирусов. К примеру, бактериофаг T7 имеет короткий «хвост» и удлиняет его в момент инфицирования клеток бактерий. У бактериофага phiX174 нет концевых элементов, однако во время атаки они у него появляются.
Ученые выяснили, что концевые элементы работают очень быстро. Вероятно, поэтому раньше их не удавалось выявить. В процессе исследований ученые изменили бактериофаг phiX174, не давая ему возможность формировать «хвост». Оказалось, что после этого он терял способность заражать кишечную палочку.
Известно, что внешняя оболочка вируса состоит из четырех белков — H, J, F и G. Однако структуры белка H ранее не были известны. Ученые выяснили, что именно он стоит за формированием «хвоста». У этой структуры — два конца. Оба они проникают в клетки кишечной палочки, присоединяясь к внешней и внутренней оболочкам. «Хвост» белка Н состоит из 10 молекул, которые располагаются вокруг друг друга. Кроме того, там имеются аминокислоты, которые помогают передавать ДНК в клетки бактерии.
Бактериофаги представляют собой наиболее многочисленную, широко распространённую в биосфере и, как считается, наиболее древнюю группу вирусов. В природных условиях они встречаются в тех местах, где есть чувствительные к ним бактерии. По своей сути бактериофаги являются абсолютными внутриклеточными паразитами.
Исследование бактериофагов очень важно, так как одной из областей их использования является антибактериальная терапия. К примеру, используются бактериофаги: стрептококковый, стафилококковый, дизентерийный, коли и другие. Современная медицина в настоящее время применяет их для лечения бактериальных инфекций, не чувствительных к традиционной терапии антибиотиками. Кроме того, бактериофаги используются в генной инженерии в качестве векторов, которые переносят участки ДНК.
