Главная \ Новости и обзор литературы

Обнаружен вирус, который охотится на бактероидов (Bacterioides)

« Назад

02.10.2020 15:15

Бактерии, поедающие углеводы, находятся под вирусной угрозой

Восстановленное микроскопическое изображение бактериофага - вируса, поражающего бактерии.

Восстановлено микроскопическое изображение бактериофага, представляющего собой вирус, атакующий бактерии. (Университет Пердью - Purdue University)

Обнаружен вирус, который охотится на бактероидов

Ученые характеризуют ранее неизвестные реакции кишечника

Строго говоря, люди не могут переваривать сложные углеводы - это работа бактерий в нашем толстом кишечнике. Ученые Калифорнийского университета в Риверсайде только что открыли новую группу вирусов, атакующих эти бактерии.

Вирусы и то, как они уклоняются от контратаки своих бактериальных хозяев, описаны в новом документе Cell Reports.

Бактероиды (Bacterioides) могут составлять до 60% всех бактерий, живущих в толстом кишечнике человека, и они являются важным источником энергии для людей. Без них нам было бы трудно переваривать хлеб, бобы, овощи или другую любимую пищу. Учитывая их значение, удивительно, что ученые так мало знают о вирусах, которые охотятся на Bacteroides.

«Это в значительной степени неизведанная территория», - сказал микробиолог Патрик Дегнан (Patrick Degnan), доцент кафедры микробиологии и патологии растений, который руководил исследованием.

Чтобы найти вирус, атакующий Bacteroides, Дегнан и его команда проанализировали набор бактериальных геномов, в которых вирусы могут скрываться на протяжении многих поколений, пока что-то не заставит их размножаться, атаковать и покидать своего хозяина. Этот вирусный образ жизни сопряжен с риском, поскольку со временем могут произойти мутации, которые не позволят вирусу покинуть хозяина.

При анализе генома Bacteroides vulgatus команда Дегнана обнаружила ДНК, принадлежащую вирусу, который они назвали BV01. Однако определить, способен ли вирус ускользнуть или повторно заразить своего хозяина, оказалось непросто.

«Мы испробовали все уловки, которые только могли придумать. В лаборатории ничего не работало, пока мы не стали работать с моделью мыши, свободной от микробов», - сказал Дегнан. «А потом вирус прыгнул».

Это стало возможным благодаря сотрудничеству Дегнана с коллегой из UCR, соавтором и коллегой-микробиологом Анселем Сяо (Ansel Hsiao).

Этот результат предполагает, что условия в кишечнике млекопитающих действуют как триггер для активности BV01. Это открытие подчеркивает важность экспериментов как in vitro, так и in vivo для понимания биологии микробов.

В поисках дополнительной информации о косвенном влиянии этого бактериального вируса на человека команда Дегнана определила, что когда BV01 заражает клетку-хозяина, он нарушает нормальное поведение этой клетки.

«Более 100 генов меняют способ экспрессии после заражения», - сказал Дегнан.

Два из измененных генов, которые выделились перед исследователями, ответственны за дезактивацию желчных кислот, которые токсичны для микробов. Авторы предполагают, что, хотя это, возможно, изменяет чувствительность бактерий к желчным кислотам, это также может влиять на способность бактерий заражаться другими вирусами.

«Этот вирус может проникнуть внутрь и изменить метаболизм этих бактерий в кишечнике человека, который так важен для нашего собственного метаболизма», - сказал Дегнан.

Хотя полная степень заражения BV01 еще не известна, ученые считают, что вирусы, которые изменяют численность и активность кишечных бактерий, способствуют здоровью и болезням человека. Одна из областей для будущих исследований будет включать влияние диеты на BV01 и подобные ему вирусы, поскольку определенные продукты могут вызывать выделение желчи в нашем организме.

Дегнан также отмечает, что BV01 - лишь один из группы вирусов, которые его команда определила, которые действуют аналогичным образом. Группа фагов Salyersviridae названа в честь знаменитого микробиолога Эбигейл Салиерс (Abigail Salyers), чья работа с кишечными бактериями способствовала развитию науки об устойчивости к антибиотикам.

Планируются дальнейшие исследования для понимания биологии этих вирусов.

«Он был на виду, но до сих пор никто не охарактеризовал эту важную группу вирусов, которые влияют на то, что находится в нашем кишечнике», - сказал Дегнан.

Краткая выдержка из материалов статьи в журнале Cell Reports

кишечно-ассоциированные фаги изменяют обилие и активность своих бактериальных хозяев, способствуя здоровью и заболеваниям человека

Основные моменты

  • Интеграция BV01 в промотор tspO вызывает изменение транскриптома по всему геному
  • Активность гидролазы желчных солей Bacteroides vulgatus (BSH) подавляется интеграцией BV01
  • Трансдукция BV01 по видимому зависит от хозяина потому что она наблюдается только in vivo
  • Фаг BV01 является членом семейства фагов Salyersviridae

Краткие сведения

Предполагается, что кишечно-ассоциированные фаги изменяют обилие и активность своих бактериальных хозяев, способствуя здоровью и заболеваниям человека. Хотя умеренные фаги составляют значительную часть кишечного вирома, эффекты лизогенной инфекции недостаточно изучены. Мы сообщаем, что умеренный фаг, Bacteroides phage BV01, широко изменяет транскриптом своего хозяина, выдающегося кишечного симбионта человека Bacteroides vulgatus. Это изменение происходит через вызванное фагом подавление богатого триптофаном сенсорного белка (tspO) и подавляет деконъюгацию желчных кислот. Поскольку микробно модифицированные желчные кислоты являются важными сигналами для млекопитающего хозяина, это механизм, с помощью которого фаг может влиять на фенотипы млекопитающих. Кроме того, BV01 и его родственники из предложенного семейства фагов Salyersviridae вездесущи в метагеномах кишечника человека, заражая широкий спектр бактероидов хозяина. Эти результаты демонстрируют сложность взаимоотношений фаг-бактерия-млекопитающее и подчеркивают необходимость лучшего понимания роли умеренных фагов в микробиоме кишечника.

Источник: Материалы представлены University of California - Riverside.

Статья в журнале: Danielle E. Campbell, Lindsey K. Ly, Jason M. Ridlon, Ansel Hsiao, Rachel J. Whitaker, Patrick H. Degnan. Infection with Bacteroides Phage BV01 Alters the Host Transcriptome and Bile Acid Metabolism in a Common Human Gut MicrobeCell Reports, 2020; 32 (11): 108142

См. дополнительно:


Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.
Я согласен(на) на обработку моих персональных данных. Подробнее
Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль :
запомнить