Бактерии используют гигантские вирусы для распространения защитных генов

Мобильные генетические элементы захватывают джамбо-фаги, позволяя межклеточный перенос. Красная, зелёная и синяя линии представляют ДНК бактерий, мобильных генетических элементов и джамбо-фагов соответственно. Автор: Янсон Чжао

Команда из Института эволюционной биологии Общества Макса Планка обнаружила новый класс мобильных генетических элементов бактерий, которые используют гигантские вирусы — известные как джамбо-фаги — для перемещения между клетками. Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывает неожиданный поворот в продолжающейся «гонке вооружений» между бактериями и их вирусами.

В ходе исследования обычную бактерию подвергли воздействию стерильного фильтрата из садового компоста. Бактерия приобрела несколько ранее неизвестных ДНК-элементов, каждый из которых несёт гены, защищающие от фаговой инфекции. Примечательно, что один из этих элементов, названный I55, был обнаружен «путешествующим» на джамбо-фаге, что делает его одним из первых примеров фагового сателлита, использующего столь крупный вирус.

Элемент не только распространяется с помощью фага, но и защищает свою бактериальную клетку-хозяина с помощью системы рестрикции-модификации — фактически позволяя бактерии «одалживать» вирусные механизмы для собственной выгоды.

«Когда последовательность джамбо-фага появилась на экране, всё встало на свои места, — говорит Янсон Чжао. — Это объяснило, как такой крупный элемент может перемещаться между клетками».

«Это открытие показывает, как много ещё скрыто в природном мире, — добавляет Пол Рейни. — Даже в горсти садового компоста существуют уровни взаимодействия, которые мы только начали раскрывать».

Исследование подчёркивает скрытое разнообразие мобильной ДНК в окружающей среде и в перспективе может способствовать созданию новых биотехнологических инструментов для переноса крупных генетических регионов между бактериями.

Больше информации: Янсон Чжао и др., Jumbo phage–mediated transduction of genomic islands, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2512465122

Источник: Общество Макса Планка