Морские бактерии используют сниженный уровень тРНК в качестве пассивной устойчивости к вирусным инфекциям, обеспечивая выживание в океане.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology исследователями из Техниона — Израильского технологического института, раскрывает ранее неизвестный способ сопротивления. Исследованием руководили профессор Дебби Линделл, бывший аспирант доктор София Зборовски (в настоящее время постдокторант в Великобритании) и аспирант Ран Тахан. Группа профессора Линделла изучала эту область в течение многих лет и уже сделала драматические открытия о взаимодействии бактериофагов и бактерий в морской среде. Их новое исследование раскрывает пассивный защитный механизм, основанный на исключительно низком уровне молекул, участвующих в трансляции генетического материала, процессе, который приводит к образованию белка.
Исследование сосредоточено на морской бактерии Synechococcus и ее взаимодействии с бактериофагом Syn9. Synechococcus ,цианобактерия, является первичным производителем, который генерирует пищу из неорганических веществ и производит кислород посредством фотосинтеза. Эти бактерии имеют решающее значение для производства кислорода в атмосфере и находятся в основе океанической пищевой цепи. Без защитных механизмов Synechococcus , вероятно, вымер бы из-за угроз, с которыми он сталкивается со стороны бактериофагов, таких как Syn9. Исследование исследователей Техниона описывает эволюционный сценарий, в котором защита возникает из-за сниженного уровня тРНК (транспортной РНК), молекулы, критической для трансляции генов.
«Исследования устойчивости часто фокусируются на генах, обеспечивающих активную защиту от инфекции», — пояснил профессор Линделл. «Однако не все защиты происходят из активных механизмов; некоторые, как тот, который мы обнаружили, возникают из «пассивной устойчивости». Наши результаты показывают, что нормальный уровень тРНК снижает устойчивость бактерий к вирусу, в то время как низкие уровни увеличивают такую устойчивость. Это пассивный режим устойчивости, при котором потеря определенной внутриклеточной функции приводит к устойчивости к вирусной инфекции».
Профессор Линделл добавил, что этот механизм не препятствует проникновению фага в бактериальную клетку, но останавливает образование новых вирусов, позволяя бактериям выживать. «Тот факт, что определенные штаммы Synechococcus обладают множественными защитными механизмами, и что ни один вирус не может их заразить, предполагает, что морские бактерии выработали несколько уровней защиты, некоторые из которых пассивны, что позволяет им противостоять широкому спектру морских вирусов. Мы считаем, что этот пассивный уровень защиты постепенно развивался из-за селективного давления, когда бактерии с пониженным уровнем тРНК выживали лучше и передавали свои черты последующим поколениям».