Важный успех в борьбе против устойчивых к антибиотикам бактерий: новое исследование Тель-Авивского Университета выявило механизм, с помощью которого «хорошие» вирусы могут атаковать «плохие» бактерии, уничтожать их и блокировать их размножение.
Исследователи продемонстрировали, что «хороший» вирус (бактериофаг) способен блокировать механизм репликации ДНК бактерий, не повреждая собственную, и отметили, что именно способность вируса отличать "себя" от "других" имеет в данном случает критическое значение. Это открытие раскрывает еще один увлекательный аспект взаимоотношений между бактериями и бактериофагами и может привести к лучшему пониманию бактериальных механизмов уклонения от бактериофагов, а также разработке новых способов использования бактериофагов для борьбы с бактериями.
Исследование, опубликованное недавно в PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences, возглавляли профессор Уди Кимрон, доктор Дор Саломон, доктор Тридиб Махата и Шахар Молшански-Мор с медицинского факультета Тель-Авивского университета. В работе также приняли участие профессор Таль Пупко, руководитель Школы биомедицины и исследований рака, а также нового Центра искусственного интеллекта и обработки данных; д-р Орен Аврам с факультета естественных наук и д-р Идо Йосеф, д-р Моран Горен, д-р Мириам Коэн-Манор и д-р Бисванат Джана с медицинского факультета Тель-Авивского университета.
Профессор Кимрон объясняет, что устойчивость бактерий к антибиотикам - одна из самых серьезных проблем, с которыми сегодня сталкиваются ученые и медики. Одно из возможных решений может заключаться в углублении понимания механизма целевого уничтожения бактерий «хорошими» бактериофагами как основы для разработки новых средств борьбы с бактериальными патогенами.
С этой целью участники нового исследования раскрыли механизм, с помощью которого бактериофаг захватывает контроль над бактериями. Выяснилось, что белок бактериофага использует белок восстановления ДНК бактерии, чтобы "исподтишка" разрезать эту ДНК в процессе ее восстановления. Поскольку собственная ДНК бактериофага не нуждается в этом специфическом восстановительном белке, он сохраняет свой "генетический багаж" в целости и сохранности. Таким образом, «хороший» бактериофаг делает сразу три важных действия: он различает свою ДНК и ДНК бактерий, разрушает генетический материал бактерий и блокирует размножение бактерий и деление клеток.
Профессор Кимрон: «Бактериофаг использует потребность бактериальной ДНК в восстановлении ("репарации"), в то время как сам он в таком механизме не нуждается. Способность различать себя и других имеет огромное значение в природе и в различных биологических процессах. Так, например, все механизмы антибиотиков идентифицируют и нейтрализуют только бактерии, с минимальным воздействием на клетки человека. Другим примером является наша иммунная система, которая настроена на максимальную агрессию против чужеродных тел с минимальными повреждениями собственного организма».
Исследователи обнаружили этот процесс, когда искали бактерии, выработавшие "иммунитет" к бактериофагам, и именно так сумели впервые идентифицировать механизмы действия бактериофага на свою "жертву". «Мы обнаружили, что устойчивые варианты бактерий перестали восстанавливать свою ДНК способами, уязвимыми для атаки бактериофага. Раскрывая методы, при помощи которых бактериофаги атакуют бактерии, мы можем содействовать победе в бесконечной битве против бактерий, устойчивых к антибиотикам», - заключает профессор Кимрон.
