Израильские ученые описали неизвестный механизм антивирусной защиты бактерий
Ученые из Института Вейцмана (Реховот) открыли неизвестный механизм иммунной защиты бактерий от вирусов-фагов. Он многое объясняет в работе иммунной системы человека и может помочь в разработке новых методов защиты от вирусов.
У фагов – вирусов, атакующих бактерии, есть голова и хвост. Голова содержит генетический материал фага, а хвост нужен для поиска клетки-хозяина, в которую фаг может ввести этот материал. Как только инъекция сделана, фаг захватывает клеточный механизм бактерии и заставляет ее производить новые копии себя, что в конечном итоге разрушает клетку и заражает другие бактерии.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые Института Вейцмана описали неизвестный ранее механизм иммунной защиты бактерий, который мешает размножению фагов.
Первые механизмы антифаговой защиты у бактерий были открыты в 1960-х годах, но до недавнего времени было известно лишь несколько таких механизмов. Самым известным из них является CRISPR-Cas9, открытие которого привело к революции в редактировании генов.
Профессор Ротем Сорек и его коллеги обнаружили новую бактериальную иммунную систему, которая работает довольно необычно. В отличие от других бактериальных иммунных систем, эта система не мешает вирусам захватывать клетку и создавать свои дубликаты. С точки зрения вируса все происходит очень хорошо. Он размножается, бактерия-хозяин умирает и вирусы выходят на охоту за новыми жертвами. Вот только оказывается, что эти вирусы "стерильны" – у них не работают хвосты, потому что бактерия, в которой вирусы размножались, их немного подредактировала и прицепила к хвостами короткий белок. Этот белок и делает вирус безвредным для других бактерий в колонии.
Новая иммунная система способна распознавать трехмерную структуру вирусного хвоста, что позволяет ей эффективно работать против самых разных фагов с похожими хвостами: более 95% известных науке фагов имеют хвосты.
Компоненты этой иммунной системы по структуре аналогичны механизму иммунитета человека, и они помогают понять, как работает этот механизм у человека и как развивалась наша собственная иммунная система.
