Учёные выяснили, каким образом бактерии распознают атаку вирусов и запускают защитный механизм, способный привести к самоуничтожению заражённой клетки. Результаты работы опубликованы в журнале Science. Исследование может помочь повысить эффективность терапии бактериофагами — вирусами, поражающими бактерии.
Бактериофаги рассматриваются как средство борьбы с инфекциями, особенно в условиях распространения устойчивости бактерий к антибиотикам. Они способны уничтожать болезнетворные микроорганизмы, не повреждая клетки человека. Однако сами бактерии обладают иммунной защитой, которая мешает вирусам размножаться.
Исследователи установили, что одна из таких систем реагирует не на ДНК или РНК вируса, а на действие его фермента. Некоторые фаги используют протеазы — белки, разрушающие другие белки. Когда протеаза расщепляет важную молекулу внутри бактерии, это становится сигналом для включения противовирусной защиты.
Речь идёт о системе CBASS. После её активации заражённая бактерия может погибнуть, не позволив вирусу размножиться и перейти к соседним клеткам. Поскольку такая реакция стоит клетке жизни, ей необходим надёжный способ отличить настоящую вирусную атаку от случайного воздействия.
«Это одна из самых распространённых форм бактериального иммунитета, поэтому, когда мы наконец разобрались в её механизме, это стало настоящим моментом озарения», — сказал первый автор работы Сэм Хоббс, доктор философии и доцент биохимии в Университете Юты. Он пояснил, что протеаза фага непосредственно воздействует на белок бактерии, а результат этого воздействия запускает весь сигнальный путь.
Открытый механизм может быть использован при создании фаговых препаратов, способных обходить или преодолевать бактериальную защиту. Кроме того, CBASS оказался связан с иммунным путём, присутствующим у человека, что указывает на его очень древнее эволюционное происхождение. По словам Хоббса, сохранение подобных систем у бактерий и людей на протяжении миллиардов лет показывает их важность для противовирусной защиты; работа опубликована в Science под названием «Протеазы фагов активируют антифаговый иммунитет CBASS».