Российские ученые раскрыли механизм защиты гена вирусов от «разрезания» бактериями

Российские биоинформатики и молекулярные биологи впервые полностью расшифровали структуру генома бактериофага вида BF23, что позволило им раскрыть механизм, который похожие на него вирусы используют для защиты своего генома от «разрезания» внутриклеточными защитными системами микробов. Об этом сообщила пресс-служба «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ).

«Группа Т5-подобных бактериофагов (к которой относится и BF23 — прим. ТАСС) — это очень защищенные вирусы. Они по неизвестным причинам мастерски обманывают разные иммунные системы бактерий: системы рестрикции-модификации и CRISPR-Cas, которые основаны на разрезании любой чужеродной ДНК. Долгие годы ученые пытались выяснить, как они это делают», — пояснил аспирант «Сколтеха» Михаил Скутель,

Отмечается, что ученые получили первые подобные сведения благодаря тому, что им впервые удалось полностью расшифровать геном вируса-бактериофага BF23 и изучить свойства и функции белков, присутствующих в частицах этого уничтожителя бактерий. Он был впервые выделен учеными еще в 1949 году, однако до настоящего время его геном не был изучен.

Российские биоинформатики и молекулярные биологи восполнили этот пробел, что позволило им сравнить структуру генома BF23 с другими вирусами из числа Т5-подобных бактериофагов, и изучить взаимодействия белков этих бактериофагов с различными клеточными защитными системами микробов. Эти опыты указали на то, что «антивирусы» бактерий распознают и разрезают ДНК бактериофага BF23 только в том случае, если они способны распознавать участки в самом начале генома вируса, внутри региона под названием FST. Он играет важную роль на первом этапе проникновения бактериофага в клетки.

Подобная особенность взаимодействий ДНК вируса и различных бактериальных «антивирусов» указала на то, что этот участок генома бактериофагов из группы Т5 не только управляет первой фазой заражения бактерий данными вирусами, но и играет важную роль в работе их защитных систем, которые скрывают ДНК бактериофагов от «антивируса» микробов. Последующее изучение бактериофага BF23 и похожих на него вирусов, как надеются ученые, поможет им полностью раскрыть работу этих систем и понять, как можно улучшить или модифицировать этот «анти-антивирус».

«На первом этапе инфекции начинают активно работать специальные ранние гены фага и происходит много интересного: полностью разрушается не только геном бактериальной клетки, но и сами нуклеотиды — строительные блоки, из которых состоит геномная ДНК бактерий. По всей видимости, именно на этом этапе происходит наработка компонента, который впоследствии будет защищать остальной геном фага от действия бактериальных систем защиты», — пояснил Скутель.

Пресс-служба напомнила, что до открытия антибиотиков ученые рассматривали вирусы-бактериофаги как одно из средств для борьбы с инфекциями, однако после Второй мировой войны эти вирусы изучались фактически только на территории СССР. Появление новых штаммов микробов, стойких к действию антибиотиков, заставило медиков и биологов вспомнить о подобной форме терапии.