Нагадує чупа-чупс: мікроскопічного мисливця на бактерій показали у найдрібніших деталях (фото, відео)

16 квітня 2025 р. 03:28

16 квітня 2025 р. 03:28

На мікроскопічного вбивцю подивилися під новим кутом

Останнім часом тема появи стійких до антибіотиків бактерій з’являється в мережі все частіше і частіше, через що може здатися, що остання зброя людства проти небезпечних хвороб стає неефективною. Однак у мікроскопічному світі ми маємо крихітного союзника, який здатний схилити чашу терезів у наш бік. І тепер ученим удалося розглянути його у найдрібніших деталях.

Нове дослідження було оприлюднено у журналі Cell 15 квітня. Воно присвячене використанню досягнень технологічного прогресу для розглядання специфічного вірусу, іменованого бактеріофагом. А якщо точніше, то тому, як штам Bxb1 намагався атакувати бактерію.

Для вивчення крихітного вбивці бактерій були використані методи кріоелектронної мікроскопії та кріоелектронної томографії. Ці методи передбачають заморожування зразків до наднизьких температур (порядку -200), щоб зупинити рух мікроорганізмів і розглянути їх у найдрібніших подробицях.

Саме існування бактеріофагів було виявлено ще на початку минулого століття, проте несвідомо людство швидше за все використало їх усю свою історію. З моменту відкриття на ці віруси звернули пильну увагу вчені, оскільки кожен штам зазвичай має "вузьку спеціалізацію" і полює на свої бактерії. Тим самим, потенційно їх можна "запрограмувати" для полювання на конкретний патоген або взагалі використовувати як платформу для доставляння вакцин.

Спроби використовувати їх як спосіб боротьби з хворобами почалися ще наприкінці 1920-х років, проте недосконалість технологій не дозволила використати їх потенціал на повну. У 2020-х роках інтерес до теми сильно зріс, оскільки деякі штами бактерій виробили опір до класичних методів лікування, що змусило профільні медичні організації суттєво "напружитися".

Зараз же вчені пильніше глянули на бактеріофагів, і розглянули їх у таких деталях, у яких їх не бачили раніше. Наприклад, на тілі виявлені незвичайні "прикраси" або більше науково CTE-домени (кінцеві ділянки білків), які розташовані як у верхній кулястій частині (капсиді), так і на хвості. Вони можуть стикуватися один з одним і добре видимі імунною системою, проте навіщо вони потрібні бактеріофагу вчені поки що не знають.

Крім того, було виявлено, що хвостова структура бактеріофага здатна змінюватися під час стикування з клітинною оболонкою бактерії, що, ймовірно, дозволяє її пробивати. Також виявлено білки, які, можливо, допоможуть відстежити, яким чином вірус вражає свою жертву.

Як відомо, віруси не розмножуються як живі організми – натомість вони пробивають стінку клітини та вводять у неї свою ДНК. Після чого клітина починає замість виконання своєї функції займатися виробництвом нових вірусів, а потім вмирає, коли в неї не залишається ресурсів.

У новому дослідженні описано, як бактеріофаг приєднується до стінок клітини та пробиває їх за допомогою унікального білка gp30, що розщеплює оболонку і дозволяє вірусу "отримати шлях" всередину.

Вчені вважають, що тіло вірусу можна модифікувати, хоч і з обмеженнями. Наприклад, це може бути використане у складанні "агресивних" мисливців на небезпечні бактеріальні захворювання, на зразок туберкульозу.

Як повідомлялося раніше, марсохід Curiosity знайшов на Марсі найдовші молекули на підставі вуглецю, які будь-коли виявляли на цій планеті. На Землі такі часто є частиною живих організмів.

Наука