Ученые Центра Джона Иннеса (Англия) совместно с коллегами из Йоркского университета (Англия) и Гарварда (США) изучили явление, при котором бактерии обмениваются полезными признаками с помощью частиц, похожих на вирусы. Эти частицы, называемые агентами генной терапии (АГТ), произошли от древних бактериофагов, но теперь используются бактериальной клеткой в собственных целях. Они захватывают куски ДНК хозяина и доставляют их соседним бактериям. Такой горизонтальный перенос генов помогает быстро распространять признаки, включая устойчивость к противомикробным препаратам.
Ключевой этап жизненного цикла АГТ — разрушение клетки-хозяина (лизис), чтобы высвободить упакованные частицы. До сих пор механизм этого высвобождения оставался загадкой. В публикации журнала Nature Microbiology команда применила метод скрининга на основе глубокого секвенирования для бактерии Caulobacter crescentus.
В итоге идентифицирован центральный узел из трех генов — LypABC, кодирующих бактериальные белки. Когда эти гены удаляли, клетки теряли способность к лизису и высвобождению АГТ. При сверхэкспрессии узла, напротив, доля разрушающихся клеток резко возрастала.
Самое неожиданное открытие: система LypABC напоминает бактериальную иммунную защиту от вирусов, содержа типичные для нее белковые домены. Однако бактерии перепрофилировали эту систему для переноса генов. Регуляторный белок строго контролирует активацию LypABC, так как его нарушение токсично для клетки.
Первый автор исследования Эмма Бэнкс отметила, что особенно интересно видеть, как иммунная система переделывается для помощи в обмене ДНК, что может способствовать росту устойчивости к антибиотикам. Следующий этап — выяснение того, как именно активируется этот центр управления.
Ранее стало известно, что устойчивость к антибиотикам распространяется через пищу.
