Дослідники склали молекулярну карту Bas63, вірусу, який інфікує бактерії E. coli — виявлення несподіваних зв’язків із вірусами, які існували до появи багатоклітинного життя. Дослідження, опубліковане в журналі Science Advances, проливає світло на потенціал бактеріофагів як альтернативи антибіотикам і висвітлює їх глибоку еволюційну історію.
Відродження фаготерапії
Бактеріофаги, віруси, які вибірково інфікують бактерії, привертають все більшу увагу як рішення проблеми зростаючої стійкості до антибіотиків. На відміну від антибіотиків широкого спектру дії, фаги вибірково вбивають цільові бактерії, не завдаючи шкоди клітинам людини чи тварин. Ця точність робить їх перспективними кандидатами для «фаготерапії», лікування, яке набуває популярності в боротьбі з інфекціями, стійкими до ліків.
Розкриття структури Bas63
За допомогою кріоелектронної мікроскопії вчені з Університету Отаго ретельно відобразили структуру Bas63, представника роду Felixounavirus. Вірус, як і всі Caudoviricetes (найпоширеніші віруси на Землі), заражає бактерії за допомогою складної структури хвоста. Детальний малюнок хвоста Bas63 показує, як він функціонує під час інфекції, що є ключовим кроком в оптимізації фагів для терапевтичного використання.
Стародавні вірусні зв’язки
Структурний аналіз виявив несподівану схожість між Bas63 і віддалено спорідненими вірусами. Ці зв’язки вказують на давній еволюційний зв’язок, який тягнеться мільярди років до епохи, що передувала появі багатоклітинного життя. Дослідники давно підозрюють, що структурні дослідження вірусів можуть виявити віддалені зв’язки ефективніше, ніж лише аналіз ДНК.
За межами медицини
Наслідки виходять далеко за рамки медичного використання. Бактеріофаги також можуть боротися з біоплівками в промислових умовах (харчова промисловість, системи водопостачання) і захищати сільськогосподарські культури від бактеріальних патогенів. Самі 3D-дані, що демонструють унікальні вісцероколярні з’єднання вірусу, гексамерні білки та хвостові волокна, можуть надихнути художників, аніматорів і викладачів.
Живі копалини
«Коли ми дивимося на структуру бактеріофага, ми дивимось на живі скам’янілості, споконвічні стародавні істоти», — сказав доктор Джеймс Ходжкінсон-Бін, провідний дослідник проекту. «У цьому є щось справді прекрасне». Ці висновки підкреслюють важливість структурної біології для розуміння еволюції вірусів і використання їх потенціалу для широкого спектру застосувань.
Бактеріофаги представляють собою потужне природне рішення для нових загроз у медицині, сільському господарстві та промисловості, а їх давнє походження відкриває унікальне вікно в історію життя на Землі.
