Новости

Микроорганизмы колонизировали почти все уголки мира, включая наши тела, и существует огромное количество микробов, о которых мы ничего не знаем.    Достижения в области генетических и вычислительных технологий позволили сегодня легче, чем когда-либо, брать образцы окружающей среды и анализировать их, чтобы увидеть, какой генетический материал можно в них обнаружить. Таким образом, ученые смогли узнать гораздо больше о различных видах микробов, таких как бактерии, археи и вирусы, с которыми мы живем в одном мире. В то время как ДНК-вирусы, как известно, многочисленны, разнообразны и обычно являются ключевыми игроками экосистем, РНК-вирусы недостаточно изучены за исключением вирусов, вызывающих заболевания.    Как сообщается в журнале Science, недавно исследователи проанализировали образцы океанской воды, изучив ≈28 баз данных последовательностей РНК глобального океана, чтобы расширить каталог РНК-вирусов Земли и их таксономию, изучить их эволюционное происхождение и оценить их морскую биогеографию от полюса до полюса. Было выявлено более 5 500 новых РНК-вирусов, живущих в океанах. В ходе работы были проанализированы эволюционные закономерности в генах, которые несут эти вирусы. Исследование показало, что для классификации всех РНК-вирусов может потребоваться пять новых филумов или более.   Авторы исследования предположили, что многие из новых видов могут входить в новый филум под названием Taraviricota, который ученые назвали в честь консорциума, помогавшего собирать образцы воды, - Tara Oceans Consortium. Биологическое царство Orthornavirae было расширено до пяти филумов, и это исследование добавило сотни новых членов в каждый из них. Оставались еще тысячи вирусов, которые можно было бы поместить в совершенно новые филумы, которые исследователи предложили назвать Arctiviricota, Taraviricota, Pomiviricota, Paraxenoviricota, Wamoviricota.   Хотя в мире существует множество РНК-вирусов, ученые обычно сосредотачиваются на тех немногих, которые представляют опасность для людей, животных и растений, отметил ведущий автор исследования Мэтью Салливан, профессор микробиологии Университета штата Огайо. "Мы хотели систематически изучить их в очень больших масштабах и исследовать среду, которую никто глубоко не изучал, и нам повезло, потому что практически каждый вид был действительно новым".   В этой работе исследователи искали гены, экспрессируемые морскими организмами, и остановились на одном гене под названием RdRp, который несли морские вирусы в течение миллиардов лет, эволюционируя все это время, но при этом данных ген отсутствовал в других типах клеток. С помощью машинного обучения ученые смогли восстановить изменения сиквенсов гена RdRp за миллиарды лет. "Предполагается, что RdRp - один из самых древних генов; он существовал еще до того, как появилась необходимость в ДНК", - говорит Салливан. "Таким образом, мы не только отслеживаем происхождение вирусов, но и происхождение жизни. Наши усилия обеспечивают фундаментальные знания, необходимые для интеграции РНК-вирусов в экологические и эпидемиологические модели".    Океаны полны микроорганизмов, и океаны поглощают много тепла по мере потепления на планете. Исследователи отмечают, что важно понять, как морские микробы будут участвовать в изменении климата. Предыдущая работа этой исследовательской группы позволила предположить, что морские вирусы могут влиять на то, как океан накапливает углерод.

Бактерии способствуют метастазированию рака, способствуя выживанию клеток во время прогрессирования опухоли, сообщают исследователи 7 апреля в журнале Cell.    "Наше исследование показывает, что поведение раковой клетки также контролируется микроорганизмами, скрывающимися внутри опухолей, большинство из которых изначально считались стерильными", - говорит старший автор исследования Шан Цай. "Это микробное участие отличается от генетических, эпигенетических и метаболических компонентов, на которые нацелено большинство противораковых препаратов. Однако наше исследование не означает, что использование антибиотиков во время лечения рака принесет пользу пациентам", - говорит он. "Поэтому остается важным научным вопросом, как управлять внутриопухолевыми бактериями, чтобы улучшить лечение рака в будущем".    Микроорганизмы играют важную роль в воздействии на восприимчивость к раку и прогрессирование опухоли, особенно при колоректальном раке. Однако появляющиеся данные свидетельствуют о том, что они также являются неотъемлемыми компонентами самой опухолевой ткани при широком спектре видов рака, таких как рак поджелудочной железы, рак легких и рак молочной железы. Микробные особенности связаны с риском развития рака, прогнозом и реакцией на лечение, однако биологические функции микробов, обитающих в опухоли, в прогрессировании опухоли остаются неясными.    Вопрос о том, являются ли эти микробы пассажирами или движущей силой опухолевой прогрессии, был интригующим. "Опухолевые клетки, захваченные микроорганизмами, могут быть более распространены, чем считалось ранее, что подчеркивает широкую клиническую ценность понимания точной роли микробного сообщества, обитающего в опухоли, в прогрессировании рака", - говорит Цай.    Чтобы устранить этот пробел, Цай и его коллеги использовали мышиную модель рака молочной железы со значительным количеством бактерий внутри клеток, аналогичную раку молочной железы человека. Они обнаружили, что микроорганизмы могут перемещаться по кровеносной системе вместе с раковыми клетками и играть важную роль в метастазировании опухоли. В частности, эти пассажирские бактерии способны модулировать клеточную актиновую сеть и способствуют выживанию клеток в условиях механического стресса при циркуляции.    "Поначалу мы были удивлены тем, что столь малое количество бактерий может играть такую важную роль в метастазировании рака. Еще более удивительно то, что всего одна инъекция бактерий в опухоль молочной железы может привести к тому, что опухоль, которая изначально редко метастазирует, начинает метастазировать", - рассказывает Цай. "Внутриклеточная микробиота может быть потенциальной мишенью для предотвращения метастазирования при различных видах рака на ранней стадии, что гораздо лучше, чем лечить его позже".    Хотя исследование выявило четкую роль внутриклеточных бактерий в содействии метастатической колонизации раковых клеток, авторы не исключили возможность того, что микробиом кишечника и иммунная система могут действовать совместно с внутриклеточными бактериями, определяя прогрессирование рака. Дальнейший углубленный анализ того, как бактерии вторгаются в опухолевые клетки, как внутриклеточные бактерии интегрируются в систему клеток хозяина и как содержащие бактерии опухолевые клетки взаимодействуют с иммунной системой, позволит понять, как правильно применять антибиотики для лечения рака в клинике.