Бактерии «вакцинируют» себя против вирусов, выяснили ученые

Американские ученые из Медицинского центра Джонса Хопкинса обнаружили, что бактерии способны использовать генетический материал вирусов для создания «иммунной памяти». Исследование опубликовано в научном журнале Cell Host & Microbe (CHM).

Бактерии, как и люди, подвергаются атакам вирусов, называемых бактериофагами (или фагами). Чтобы выжить, бактерии используют систему CRISPR-Cas, которая позволяет им «запоминать» генетический код вирусов и уничтожать их при повторной атаке. Однако до сих пор оставалось загадкой, как бактерии успевают создать такую память, не погибая от первой атаки.

Исследователи изучили бактерию Streptococcus pyogenes (вызывающую стрептококковую ангину) и обнаружили, что она использует особый класс фагов — умеренные фаги. Эти фаги могут либо убивать бактерии, либо впадать в спячку, интегрируясь в их геном.

В период спячки бактерии «крадут» фрагменты генетического материала фагов и встраивают их в свою систему CRISPR-Cas. Это создает «иммунную память», которая передается потомству бактерий, позволяя им распознавать и уничтожать вирусы при повторной атаке.

Этот механизм напоминает принцип действия вакцин с ослабленным вирусом. Бактерии используют ослабленные фаги для создания защиты, что помогает им выживать и эволюционировать.

Открытие может помочь в разработке новых методов борьбы с бактериальными инфекциями, устойчивыми к антибиотикам. Ученые предполагают, что понимание механизмов CRISPR-Cas может привести к созданию «фаговой терапии», которая будет использовать вирусы для уничтожения опасных бактерий.