Ученые обнаружили, что бактериофаги – вирусы, которые поражают бактерий – обмениваются информацией при помощи особых сигнальных молекул, координируя общее поведение. Ранее не было известно таких методов коммуникации между вирусами. Исследователи предполагают, что химические сигналы могут применяться и другими типами вирусов, например, теми, что вызывают болезни человека, а значит нынешнее открытие, возможно, станет основной новых методов борьбы с вирусными заболеваниями.
Химические сигналы бактериофагов обнаружили ученые из Института имени Вейцмана и Израильского института биологических исследований. Возглавлял коллектив молекулярный генетик Ротем Сорек (Rotem Sorek). Результаты исследовании опубликованы в журнале Nature.
Первоначально ученые хотели определить, может ли бактерия сенная палочка (Bacillus subtilis) предупредить сородичей о нападении бактериофагов. Коммуникация между бактериями на основе различных веществ, выделяемых ими, давно известна (на ней основано так называемое чувство кворума, рассказу о котором посвящен отдельный очерк). Однако в данном случае ученые обнаружили, что бактериофаг phi3T сам выделяет небольшую молекулу, которая влияет на поведение других вирусов.
Многие бактериофаги могут инфицировать бактерий двумя способами. Обычно они проникают в бактериальную клетку и размножаться, пока клетка не лопнет и новые вирусы не выйдут наружу. Но порой бактериофаги вставляют свой генетический материал в хозяйский геном, а затем надолго остаются в состоянии покоя.
В опыте ученые заражали сенных палочек бактериофагом phi3T, и развитие событий шло по первому сценарию: бактерии погибали, новые бактериофаги освобождались. Затем они отфильтровывали среду, удаляя и бактерий и фаги, а потом помещали туда новых бактерий и вновь заражали их. В этот раз большинство бактериофагов следовало второму сценарию, встраивая свои гены в геном бактерий. Ученые пришли к выводу, что небольшая белковая молекула, которая не удаляется фильтром, влияет на поведение фагов. Этому веществу дали название «арбитриум» (от лат. arbitrium «решение»). В геноме бактериофага phi3T были найдены гены, ответственные за синтез арбитриума и его восприятие.
Арбитриум выделяется во внешнюю среду из убитых бактериофагами бактерий. Когда его уровень становится слишком большим, бактериофаги перестают активно размножаться и переходят ко второму сценарию развития, чтобы сохранить оставшихся бактерий. Установив это, израильские ученые обнаружили более 100 подобных систем у разных бактериофагов, поражающих бактерий из рода Bacillus.
