Используя Сальмонеллу, обыкновенный болезнетворный микроорганизм желудочно-кишечных болезней, как пример, исследователи во главе с профессором ETH Вольфом-Дитрихом Хардтом теперь показали, что собственный подстрекательский ответ тела на самом деле способствует передаче генов фага бактериям, таким образом увеличивая патогенность Сальмонеллы. Их исследование было просто опубликовано в журнале Science специалиста.
Очень эффективный перенос геновУзнать, как быстро умеренные фаги, распространенные в популяции Сальмонелл, исследователи, заразили мышей двумя различными штаммами Сальмонеллы.
Одно напряжение несло «SopE?» фаг, в то время как другой не сделал.Сальмонелла вызвала воспаление кишечника животных, который привел к существенному изменению в штамме Сальмонеллы, несущем гены фага: гены фага были выражены, фаг умножился, и в конечном счете бесплатные частицы фага были выпущены, убив клетку Сальмонеллы.
Свободные фаги роились и вошли во второй штамм Сальмонеллы, чтобы далее увеличиться там. Таким образом фаги передали свои гены почти всем клеткам Сальмонеллы любого напряжения, которое ранее было свободно от генов фага.Этот горизонтальный перенос генов иногда занимал только три дня, чтобы закончить. «Перенос генов чрезвычайно эффективен. Это удивило нас», говорит Хардт, который не ожидал такое быстрое распространение инфекции в наивные штаммы Сальмонеллы.
Вирус связан с системой сигнализации«Эффективность процедуры может быть объяснена, используя предыдущие знания, полученные от учебников», говорят Медерик Диард, postdoc в группе Хардта, которая выполнила исследование. Как только клетка бактерий подвергается нападению подстрекательскими факторами, такими как реактивные разновидности кислорода и азота, она выделяет сигнал SOS, который начинает собственную программу ремонта клетки. Этот сигнал используется в качестве пробуждения фагами, бездействующими в геноме. «Наши результаты показывают, что воспаление кишечника способствует горизонтальному переносу генов через фаги – важный эволюционный механизм микроорганизмов», объясняет Хардт.
Пока воспламенение сохраняется, недавно зараженная Сальмонелла также производят больше фагов, которые в свою очередь заражают больше Сальмонеллы. Эта цепная реакция может только быть предотвращена, если адаптивная иммунная система вмешивается.
Это посылает определенные антитела, чтобы нейтрализовать Сальмонеллу на месте инфекции.Этот риск выпуска фага может быть облегчен вакцинацией: Сальмонелле у привитых животных препятствуют вызвать воспаление кишечника.
Кстати, это также предотвращает ответ SOS и производство фагов.Вирус как бенефициарий
Медерик Диард предложил, чтобы фаги могли взять на себя «управление» бактерий так, чтобы они вызвали воспламенение еще более эффективно. Это также способствует воспроизводству фага n кишечник. Эта связь может объяснить, почему много фагов пересаживают гены токсина бактериям.
Закодированные фагом токсичные вещества могут создать самые условия в кишечнике жертв, которые стимулируют производство фага. «Фаги ‘эгоистичны’. Поэтому можно рассматривать диарею Сальмонеллы как сопутствующий ущерб эволюции фага», говорит Хардт.Как бактерия холеры стала злобно успешнойХолера стала ужасной причиной диареи во всем мире. унесенный много жизней.
Это не всегда имело место. Оригинальный предок Вибриона cholerae был безопасной бактерией жесткой воды недалеко от берегов Бангладеш. Фаг заразил эти бактерии и объединялся в их геном, включая токсин холеры.
Это превратило безопасную бактерию в сильный болезнетворный микроорганизм. Приобретение гена токсина холеры, очевидно, предоставляет этой бактерии эволюционное преимущество.
Сегодня, бактерия распространилась во всем мире и часто вызывает эпидемии, унося много жизней, особенно после природных катастроф или в областях конфликта, где есть бедная гигиена.