Forscher haben die molekulare Struktur von Bas63 kartiert, einem Virus, das E. infiziert. coli -Bakterien, die überraschende Verbindungen zu Viren aufdecken, die älter sind als das mehrzellige Leben. Die in Science Advances veröffentlichte Studie bietet Einblicke in das Potenzial von Bakteriophagen als Alternativen zu Antibiotika und beleuchtet ihre tiefe Evolutionsgeschichte.
Der Aufstieg der Phagentherapie
Bakteriophagen – Viren, die gezielt Bakterien angreifen – gewinnen als Lösung für die zunehmende Antibiotikaresistenz zunehmend an Bedeutung. Im Gegensatz zu Breitbandantibiotika töten Phagen Zielbakterien selektiv ab, ohne menschliche oder tierische Zellen zu schädigen. Diese Präzision macht sie zu vielversprechenden Kandidaten für die „Phagentherapie“, eine Behandlung, die bei arzneimittelresistenten Infektionen zunehmend an Bedeutung gewinnt.
Enthüllung der Struktur von Bas63
Mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie haben Wissenschaftler der University of Otago die Struktur von Bas63, einem Mitglied der Gattung Felixounavirus, sorgfältig kartiert. Das Virus infiziert wie alle Caudoviricetes (die am häufigsten vorkommenden Viren auf der Erde) Bakterien mithilfe einer komplexen Schwanzstruktur. Der detaillierte Bauplan des Bas63-Schwanzes zeigt, wie er während einer Infektion funktioniert, ein wichtiger Schritt bei der Optimierung von Phagen für den therapeutischen Einsatz.
Alte virale Verbindungen
Die Strukturanalyse ergab unerwartete Ähnlichkeiten zwischen Bas63 und entfernt verwandten Viren. Diese Verbindungen deuten auf eine uralte evolutionäre Verbindung hin, die Milliarden von Jahren zurückreicht – bis in eine Zeit, bevor vielzelliges Leben entstand. Forscher haben seit langem den Verdacht, dass Strukturstudien von Viren entfernte Beziehungen effektiver aufdecken können als DNA allein.
Jenseits der Medizin
Die Auswirkungen gehen über medizinische Anwendungen hinaus. Bakteriophagen können auch Biofilme in industriellen Umgebungen (Lebensmittelverarbeitung, Wassersysteme) bekämpfen und landwirtschaftliche Nutzpflanzen vor bakteriellen Krankheitserregern schützen. Die 3D-Daten selbst – die die einzigartigen Whisker-Collar-Verbindungen, Hexamer-Proteine und Schwanzfasern des Virus zeigen – könnten Künstler, Animatoren und Pädagogen inspirieren.
Lebende Fossilien
„Wenn wir die Struktur von Bakteriophagen betrachten, sehen wir lebende Fossilien, urzeitliche Lebewesen“, sagte Dr. James Hodgkinson-Bean, ein leitender Forscher der Studie. „Das hat etwas wirklich Schönes.“ Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Strukturbiologie für das Verständnis der viralen Evolution und die Nutzung ihres Potenzials für eine Reihe von Anwendungen.
Bakteriophagen stellen eine wirksame, natürlich vorkommende Lösung für neu auftretende Bedrohungen in der Medizin, Landwirtschaft und Industrie dar. Ihre uralten Ursprünge bieten einen einzigartigen Einblick in die Geschichte des Lebens auf der Erde
