Ученые впервые детально изучили структуру бактериофага Bas63

Исследователи описали полную структуру Bas63 с уникальными белками-украшениями капсида, несколькими типами хвостовых фибрилл и интересной трезубой структурой в базальной пластине. Автор: Hodgkinson-Bean et al., Science Advances 2025

Ученые из Окинавского института науки и технологий и Университета Отаго впервые описали структуру бактериофага Bas63 с беспрецедентной детализацией. Это открытие может ускорить разработку методов фаговой терапии — перспективной альтернативы антибиотикам.

Профессор Маттиас Вольф, соавтор исследования, отмечает: «Очень немногие фаги были описаны на таком молекулярном уровне. Новые структурные данные позволят осуществлять рациональный дизайн фагов и преобразовать методы лечения заболеваний».

Сложность изучения бактериофагов

Бактериофаги — вирусы, поражающие исключительно бактериальные клетки — были открыты еще в 1910-х годах, однако их терапевтический потенциал до сих пор остается малоизученным. С развитием антибиотиков исследования фагов отошли на второй план, но сейчас, с ростом антибиотикорезистентности, интерес к ним возрождается.

Bas63 был выбран для исследования из коллекции BASEL, содержащей данные о более чем 100 бактериофагах, поражающих E. coli. «Bas63 обладает одним из самых уникальных геномов и структур в своем подсемействе», — поясняет соавтор работы профессор Михнеа Бостина.

Высокодетальное картирование хвоста бактериофага методом крио-ЭМ с цветовым кодированием различных белков. Автор: Hodgkinson-Bean et al., Science Advances 2025

Полное структурное картирование

С помощью криогенной электронной микроскопии исследователи полностью восстановили 3D-структуру Bas63 с высоким разрешением. Они применили уникальную технику «панорамной» микроскопии, которая поэтапно «проходила» по всей структуре вируса.

Среди ключевых находок — уникальные белки-украшения на капсиде, редкая «воротничковая» структура, соединяющая головку фага с хвостом, и значительные различия в белках хвостовых фибрилл, которые могут играть ключевую роль в распознавании бактерий-хозяев.

Полная структура бактериофага Bas63, описанная исследователями. Автор: Hodgkinson-Bean et al., Science Advances 2025

Профессор Бостина объясняет: «Значительные последовательностные различия в белках хвостовых фибрилл могут указывать на их специфическую роль в распознавании хозяина, что делает их важными мишенями для фагового инжиниринга».

Перспективы применения

Исследователи надеются, что их работа стимулирует дальнейшие исследования бактериофагов не только в медицине, но и в сельском хозяйстве, аквакультуре, пищевой промышленности и энергетике, где бактериальные биопленки создают серьезные проблемы.

«Помимо научных приложений, детальная 3D-информация может быть полезна в дизайне и анимации, поэтому художники, разработчики и педагоги могут найти творческое вдохновение в наших данных», — добавляет профессор Вольф.