Успехи исследований последних лет (часть из них – в лаборатории профессора Ротема Сорека в отделе молекулярной генетики Научного института им. Вейцмана в Реховоте) показали, что отдельные бактериальные клетки обладают собственной автономной врожденной иммунной системой, которая может бороться с патогенами.

В недавно опубликованной новой статье группа Сорека вместе с сотрудниками из Гарвардской медицинской школы и Института рака “Дана-Фарбер” раскрыла механизм, при помощи которого вирусы все же преодолевают клеточную иммунную систему, а также загадочную молекулу, без которой этот процесс не сработал бы.

Вирусы, атакующие бактериальные клетки, называются бактериофагами, или просто фагами.

Их принцип действия стандартный – ввести свою ДНК в бактерию, и заставить ее начать бесконечное воспроизведение вируса.

Новорождённые фаги убивают бактерию, вырываются наружу и отправляются на охоту за другими бактериальными клетками.

Однако бактерии не беззащитны, и они используют свою автономную иммунную систему для борьбы с этой угрозой.

Предыдущие исследования в лаборатории Сорека показали, что сегмент иммунного белка, называемый TIR, отвечает за “раннее предупреждение” о вторжении фагов, а после обнаружения выделяет таинственную “сигнальную молекулу”, которая и включает иммунный ответ.

Первоначально TIR-сегмент был обнаружен в иммунной системе растений и животных, но группа Сорека смогла продемонстрировать, что аналогичный механизм существует и у бактерий.

Теперь же ученые раскрыли процесс преодоления фагами этой иммунной защиты.

Изучив победившие иммунитет фаги, они нашли в них особый ген, кодирующий белок, который нейтрализует TIR-иммунитет.

Белок, получивший название Tad1, захватывает сигнальную молекулу сразу после того, как она произведена белком TIR, «как будто он проглатывает ее так быстро, что иммунная система не успевает ее заметить». По словам проф. Сорека, «такой механизм победы над имммунной системой мы видим у вирусов впервые».

Исследователи предположили, что, если фаговый белок действительно “поймал” сигнальную молекулу, ее можно будет обнаружить внутри структуры белка. Действительно – вместе со своими коллегами из Гарварда, профессором Филипом Кранзушем и Алленом Лу, израильские ученые смогли с помощью кристаллографии не только найти “проглоченную” молекулу, но и определить ее пространственную структуру и химический состав.

«Мы открыли новый способ, с помощью которого вирусы могут деактивировать иммунную систему, которая полагается на сигнальные молекулы», — говорит Сорек. «Эти иммунные системы существуют не только у бактерий — они существуют в клетках растений и людей». Понимание того, как работают бактериофаги, может помочь нам лучше противостоять бактериальной инфекции и в то же время найти новые средства борьбы с вирусами, угрожающими нашему здоровью.

Источник: gov.il, 27.11.2022