Исследователи составили молекулярную карту Bas63 — вируса, заражающего бактерии E. coli, — обнаружив неожиданные связи с вирусами, существовавшими до появления многоклеточной жизни. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, проливает свет на потенциал бактериофагов как альтернативы антибиотикам и подчеркивает их глубокую эволюционную историю.
Возрождение фаговой терапии
Бактериофаги — вирусы, избирательно поражающие бактерии, — привлекают все больше внимания как решение проблемы растущей устойчивости к антибиотикам. В отличие от антибиотиков широкого спектра действия, фаги избирательно уничтожают целевые бактерии, не нанося вреда человеческим или животным клеткам. Эта точность делает их перспективными кандидатами для «фаговой терапии» — лечения, набирающего популярность при борьбе с инфекциями, устойчивыми к лекарствам.
Раскрытие структуры Bas63
Используя криоэлектронную микроскопию, ученые из Университета Отаго тщательно составили карту структуры Bas63 — представителя рода Felixounavirus. Вирус, как и все Caudoviricetes (наиболее распространенные вирусы на Земле), заражает бактерии с помощью сложной хвостовой структуры. Детальный чертеж хвоста Bas63 раскрывает, как он функционирует во время заражения — ключевой шаг в оптимизации фагов для терапевтического применения.
Древние вирусные связи
Структурный анализ выявил неожиданное сходство между Bas63 и отдаленно родственными вирусами. Эти связи указывают на древнюю эволюционную связь, уходящую корнями в миллиарды лет — в эпоху, предшествующую появлению многоклеточной жизни. Исследователи давно подозревали, что структурные исследования вирусов могут выявить отдаленные родственные связи более эффективно, чем просто анализ ДНК.
За пределами медицины
Последствия выходят далеко за рамки медицинского применения. Бактериофаги также могут бороться с биопленками в промышленных условиях (пищевая промышленность, системы водоснабжения) и защищать сельскохозяйственные культуры от бактериальных патогенов. Сами 3D-данные — показывающие уникальные висцеро-воротниковые соединения, гексамерные белки и хвостовые волокна вируса — могут вдохновить художников, аниматоров и педагогов.
Живые ископаемые
«Когда мы смотрим на структуру бактериофага, мы смотрим на живые ископаемые, первобытных древних существ», — заявил доктор Джеймс Ходжкинсон-Бин, ведущий исследователь проекта. «В этом есть что-то поистине прекрасное». Эти выводы подчеркивают важность структурной биологии в понимании вирусной эволюции и использовании их потенциала для широкого спектра применений.
Бактериофаги представляют собой мощное, естественное решение возникающих угроз в медицине, сельском хозяйстве и промышленности, а их древнее происхождение открывает уникальное окно в историю жизни на Земле.
