Вирусологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что гигантские фаговые клетки создают экранированный компартмент (обособленную область), который действует подобно ядру в клетках человека и животных и защищает основной генетический материал вируса. Структура состоит из одного белка, который ученые назвали хималлин (chimallin) в честь щитов, которые носили древние ацтеки.
Бактерия, зараженная фагом под микроскопом (слева), и реконструированное изображение белковой оболочки, защищающей генетический материал вируса (справа). Изображение: Villa Lab, UC San Diego
Исследователи использовали криоэлектронную микроскопию и томографию с максимально возможным разрешением для визуализации клеток гигантских бактериофагов. С помощью сверхточных наблюдений они смогли детально исследовать необычную структуру.
Это обособленная область другого типа — не похожая ни на что другое, что мы когда-либо видели в природе. Мы смогли охарактеризовать ее, определить как она собирается и функционирует на самом базовом уровне: от отдельного атома до масштаба всего организма.
Элизабет Вилья, доцент Школы биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего
В дальнейших исследованиях вирусологи использовали компьютерное моделирование, чтобы определить функции этого белка. Исследователи обнаружили, что «экран» пропускает внутрь определенные ключевые компоненты, одновременно выступая в качестве защитного механизма от бактериальных угроз.
24 отдельных белка хималина собираются в виде куба внутри клеток инфицированных бактерий. Тысячи таких частиц формируют «квадратную» плитку, покрывающую ядро фага. Изображение: Villa Lab, UC San Diego
Бактерии вредны не только людям и животным. На протяжении миллионов лет эволюции вирусы и бактерии боролись друг с другом, создавая в процессе этой «гонки вооружений» новые защитные механизмы. Бактериофаги — одна из перспективных технологий для борьбы с супербактериями, устойчивыми к антибиотикам.
Исследователи полагают, что с помощью белка хималлина можно создать защитную оболочку для вирусов, у которых ее нет, но которые подходят для лечения различных инфекций. Это позволит использовать эволюционные средства борьбы с бактериями в процессе терапии.
