Вирусы, поражающие бактерии, способны эффективно заражать их даже в условиях почти полной невесомости на борту Международной космической станции. Однако в условиях микрогравитации взаимодействие вирусов и бактерий идет по другому сценарию, чем на Земле. К такому выводу пришли исследователи из Университета Висконсина в Мэдисоне, опубликовавшие работу в журнале PLOS Biology.
Ученые изучали бактериофаг Т7 — вирус, инфицирующий кишечную палочку (Escherichia coli). Один набор зараженных бактерий выращивали на Земле, второй — на МКС. В космосе инфекция развивалась медленнее, но фаг все же успешно заражал клетки.
Генетический анализ показал, что фаги накапливали мутации, которые улучшали их способность прикрепляться к поверхности бактериальных клеток и проникать внутрь, и одновременно бактерии приобретали изменения, повышающие устойчивость к заражению и адаптацию к условиям невесомости.
Чтобы детальнее разобраться в этих различиях, исследователи использовали метод глубокого мутационного сканирования — он позволяет оценить влияние тысяч возможных мутаций сразу. Особое внимание уделили ключевому белку фага Т7, отвечающему за связывание с бактериальным рецептором. Его структура и свойства в условиях микрогравитации заметно отличались от земных.
Дополнительные эксперименты на Земле показали, что «космические» варианты этого белка оказались особенно эффективны против некоторых штаммов кишечной палочки, вызывающих инфекции мочевыводящих путей у человека и обычно устойчивых к фагу Т7.
По словам авторов, микрогравитация замедляет заражение и меняет саму траекторию совместной эволюции вирусов и бактерий. Эти различия могут быть полезны не только для космической биологии, но и для медицины — например, при разработке фагов против устойчивых к антибиотикам бактерий.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ракетно-космическая корпорация «Энергия» разработала проект станции с искусственной гравитацией. Ее вращающаяся конструкция поможет бороться с вредным влиянием невесомости на здоровье космонавтов.
