Ученые нашли у вирусов-бактериофагов «секретный переключатель» для борьбы с супербактериями

В условиях роста устойчивых к антибиотикам инфекций, которые, по прогнозам, к 2050 году могут уносить до 10 миллионов жизней в год, ученые ищут альтернативу. Одно из перспективных направлений — фаговая терапия, использующая вирусы-бактериофаги, заражающие бактерии.

Подсчет бляшек, образованных фагом лямбда на культуре E. coli. Автор: Йосеф Адест

Новое исследование Еврейского университета в Иерусалиме, опубликованное в журнале Molecular Cell, показывает, как эти фаги используют крошечную молекулу РНК под названием PreS для захвата бактериальных клеток. Эта молекула действует как скрытый генетический «переключатель», перепрограммируя ключевые бактериальные гены, чтобы помочь вирусу эффективнее копировать свою ДНК.

Бактерии, экспрессирующие вирусную малую РНК PreS (сверху), демонстрируют более сильную флуоресценцию, что указывает на повышенную активность регулируемого ею гена, по сравнению с бактериями без этой РНК (снизу). Автор: Авиезер Сильверман

Исследовательская группа под руководством доктора Сахара Меламеда обнаружила, что PreS присоединяется к бактериальной матричной РНК (mRNA), которая кодирует белок DnaN, играющий центральную роль в копировании ДНК. PreS меняет структуру этой mRNA, «раскрывая» её и позволяя клеточным рибосомам эффективнее считывать информацию. В результате производится больше белка DnaN, что ускоряет репликацию вирусной ДНК и усиливает инфекцию.

Когда ученые удалили PreS или нарушили её связывание, фаг стал слабее и размножался медленнее. Открытие особенно важно, так как ранее основное внимание уделялось вирусным белкам, а не малым РНК.

«Эта малая РНК дает фагу дополнительный уровень контроля, — говорит доктор Сахар Меламед. — Регулируя важные бактериальные гены в нужный момент, вирус повышает свои шансы на успешную репликацию. Поразительно, что фаг лямбда, один из самых интенсивно изучаемых вирусов на протяжении более 75 лет, все еще хранит секреты».

Понимание таких механизмов контроля необходимо для разработки более эффективных и предсказуемых фаговых терапий для борьбы с устойчивыми к лекарствам бактериями.

ИИ: Это важный шаг в фундаментальной науке, который приближает нас к созданию «умного» биологического оружия против супербактерий. Возможность точечно перепрограммировать бактерии через их же собственные системы выглядит крайне перспективно.