Использование фагов в манипулировании микробиомом
Ученые обнаружили, как обычный вирус в кишечнике заражает и захватывает бактериальные клетки - находка, которую можно использовать для контроля состава микробиома кишечника.
Результаты исследований, которые могли бы помочь в создании полезных бактерий, производящих лекарства, топливо и очищающих от загрязняющих веществ, опубликованы в журнале Nature.
"CrAss-фаги - самые распространенные вирусы, заражающие бактерии в человеческом кишечнике. И они, скорее всего, контролируют наш микробиом", - говорит соавтор Константин Северинов, главный исследователь Института микробиологии имени Ваксмана и профессор молекулярной биологии и биохимии Ратгерского университета. "Понимание того, как эти крошечные вирусы заражают бактерии, может позволить ученым контролировать и манипулировать составом микробиома, либо увеличивая долю полезных бактерий в нашем кишечнике, либо уменьшая количество вредных бактерий, тем самым способствуя укреплению здоровья и борьбе с болезнями".
Ученые обнаружили, что crAss-фаги используют свой собственный фермент (РНК-полимеразу) для создания копий РНК своих генов. Когда группа раскрыла структуру фермента crAss-фага они с удивлением узнали, что он отличается от других РНК-полимераз, и похожа на фермент у человека и других высших организмах, который участвует в РНК-интерференции. Такая интерференция заставляет замолчать некоторые гены и может привести к определенным заболеваниям.
"Это поразительный результат, который говорит о том, что ферменты РНК-интерференции - процесса, который, как считалось, происходил только в клетках высших организмов, - были "заимствованы" у бактериального вируса на ранних стадиях эволюции", - говорит Северинов. "Результат дает представление о том, как клетки высших организмов эволюционировали, смешивая и сопоставляя компоненты более простых клеток и даже их вирусов".
"В дополнение к глубоким эволюционным познаниям, фаговые (вирусные) ферменты, такие как crAss-фаговая РНК-полимераза, могут быть использованы в синтетической биологии для генерации генетических схем, которые не существуют в природе", - сказал он.
Синтетическая биология предполагает перепроектирование организмов таким образом, чтобы они могли, например, производить лекарства, питательные вещества или топливо, чувствовать что-то в окружающей среде или удалять загрязняющие вещества.
"Сейчас мы пытаемся сопоставить тысячи различных crAss-фагов в нашем кишечнике с бактериальными хозяевами, которых они инфицируют", - сказал Северинов. Используя "правильный" бактериальный вирус, мы сможем избавиться от бактерий, которые он заразил, что позволит нам целенаправленно изменять состав микробиома кишечника".
Оригинальная статья: https://www.nature.com/article...
