Խորհրդավոր մոլեկուլն արթնացնում է մարդասպան վիրուսներին

Խորհրդավոր մոլեկուլն արթնացնում է մարդասպան վիրուսներին
Խորհրդավոր մոլեկուլն արթնացնում է մարդասպան վիրուսներին
Anonim

Աղիքների որոշ բակտերիաներ ունեն գերհզորություն. նրանք կարող են վերակենդանացնել քնած վիրուսները, որոնք թաքնված են այլ մանրէների մեջ:

«Այս վիրուսային զարթոնքը սանձազերծում է լիարժեք վարակներ, որոնք ոչնչացնում են վիրուսակիր բջիջները», - ասում է Հովարդ Հյուզի բժշկական ինստիտուտի լաբորատորիան: Էմիլի Բալսկուսի հետազոտությունը հրապարակվել է Nature ամսագրում 2022 թվականի փետրվարի 23-ին: Կոլիբակտին կոչվող առեղծվածային մոլեկուլը կարող է մարդասպան վիրուսներին արթնացնել քնած վիճակից:

«Միկրոները հաճախ վնասակար միացություններ են առաջացնում, բայց այդ քիմիական զենքերից կոլիբակտինը անսովոր է թվում», - ասում է Հարվարդի համալսարանի քիմիական կենսաբան Էմիլի Բալսկուսը: Նա բացատրում է, որ կոլիբակտինը ուղղակիորեն չի սպանում թիրախային օրգանիզմներին, այլ փոխում է մանրէաբանական բջիջները՝ ակտիվացնելով որոշ բակտերիաների գենոմներում թաքնված թաքնված և մահացու վիրուսները:

Մարդիկ վաղուց ուսումնասիրել են այն հզոր միացությունները, որոնք արտադրում են մանրէները: «Մենք շատ բան գիտենք դրանց քիմիական հատկությունների մասին, մաքրում ենք դրանք լաբորատորիայում և օգտագործում դրանք որպես դեղամիջոց, այդ թվում՝ հակաբիոտիկների տեսքով», - ասում է Բրեկ Դյուերկոպը, ով ուսումնասիրում է Կոլորադոյի համալսարանի Բժշկական դպրոցի բակտերիալ վիրուսները::

Գիտնականները տարիներ շարունակ գիտեն, որ կոլիբակտինը կարող է ավերածություններ գործել մարդու բջիջների վրա: Balskus-ի և շատ ուրիշների հետազոտությունները ցույց են տվել, որ միացությունը վնասում է ԴՆԹ-ն, ինչը կարող է հանգեցնել կոլոռեկտալ քաղցկեղի: Սակայն այս միացության և հիվանդության միջև կապի հաստատումը հետաքրքիր գործընթաց էր։

2006 թվականին ֆրանսիական մի խումբ զեկուցել է, որ կաթնասունների բջիջները, որոնք հանդիպել են աղիքային E. coli բակտերիային, մահացու վնաս են հասցրել իրենց ԴՆԹ-ին: Հետազոտողները այս վնասը կապել են E.coli գեների կլաստերի հետ, որոնք կոդավորում են կոլիբակտին կոչվող բարդ մոլեկուլ ստեղծելու մեխանիզմը: Այն չափազանց դժվար է ուսումնասիրել, քանի որ գիտնականներին չի հաջողվել այն առանձնացնել Է.coli, որոնք արտադրում են այն:

Վերջին 10 տարիների ընթացքում դոկտոր Էմիլի Բալսկուսի թիմը ուսումնասիրում էր կոլիբակտինը` ուսումնասիրելով այն արտադրող մանրէաբանական մեխանիզմը: Նրանք կարողացել են մեկուսացնել կոլիբակտինի կառուցվածքը, պարզել են, որ այն վնասում է ԴՆԹ-ն՝ ստեղծելով սխալ կապեր կրկնակի պարույրում։ Լրացնելով այս աշխատանքը՝ այլ գիտնականներ բացահայտեցին քաղցկեղի հետ կապված վերջնական կապը. մոլեկուլի մատնահետքերը հայտնվեցին գեներում, որոնք խթանում են կոլոռեկտալ ուռուցքի աճը::

Image
Image

Էմիլի Բալսկուս

Բալսկուսի հետազոտությունը կոլիբակտինի մոլեկուլի վերաբերյալ շարունակվել է COVID-19 համաճարակի պայմաններում։ Ինչպես շատ այլ լաբորատորիաներ, նրա լաբորատորիաները ստիպված էին վերադասավորել իրերը՝ հետազոտողների միջև ֆիզիկական շփումը նվազեցնելու համար: Որպես խառնաշփոթի մաս, բժիշկ Ջասթին Սիլպեն և ասպիրանտ Ջոել Վոնգը առաջին անգամ համագործակցեցին՝ քննարկելով, թե ինչպես է կոլիբակտինը ազդում աղիքների այլ մանրէների վրա:

Սկզբում Սիլպեն և Վոնգը վստահ չէին, թե արդյոք կոլիբակտինը, որն այդքան մեծ և անկայուն մոլեկուլ է, կարող է նույնիսկ բակտերիաների բջիջներ մտնել՝ վնասելու նրանց ԴՆԹ-ն: Նրանք այնուհետ ենթադրեցին, որ երրորդ կողմը՝ բակտերիաներ վարակող վիրուսները, կարող է ներգրավված լինել: Այս վիրուսները կարող են ներթափանցել բակտերիաների ԴՆԹ-ի մեջ և հանգիստ սպասել: Գործարկվելուց հետո դրանք առաջացնում են վարակ, որը պայթեցնում է բջիջը ականի նման:

Երբ հետազոտողները մեծացրին կոլիբակտինի արտադրությունը, ինչպես նաև թաքնված վիրուսներ կրող բակտերիաները, նրանք պարզեցին, որ վիրուսի մասնիկների թիվն ավելացել է և վիրուս պարունակող բազմաթիվ բակտերիաների աճը նվազել է: Սա ենթադրում է, որ մոլեկուլը առաջացրել է ներհոսք: ակտիվ, սպանելով բջջային վարակները: Կոլիբակտինը մտել է բակտերիաների մեջ և վնասել նրանց ԴՆԹ-ն: Այս վնասը նման է բջջային արթնացման կոչի վիրուսների համար:

Մանրէներից շատերը կարծես թե պատրաստված էին կոլիբակտինից իրենց պաշտպանելու համար:

Բալսկուսի լաբորատորիան հայտնաբերել է դիմադրողական գեն, որը կոդավորում է սպիտակուցը, որը չեզոքացնում է միացությունը բակտերիաների լայն տեսականիում: Չնայած կոլիբակտինը ակնհայտորեն վտանգավոր կողմ ունի, այն կարող է ավելին ծառայել, քան պարզապես մահացու զենք: Օրինակ, և՛ ԴՆԹ-ի վնասը, և՛ արթնացած վիրուսները կարող են նաև առաջացնել գենետիկ փոփոխություններ, այլ ոչ թե մահ հարևան բակտերիաներում, ինչը կարող է օգուտ բերել կոլիբակտին արտադրողներին:

Բալսկուսի թիմի բացահայտումները ցույց են տալիս, որ քաղցկեղը կարող է լինել կոլիբակտին արտադրող բակտերիաների կողմից առաջացած կողմնակի վնաս: «Մենք միշտ կասկածել ենք, որ բակտերիաները արտադրում են այս թույնը՝ ինչ-որ կերպ թիրախավորելու այլ բակտերիաներ։ Էվոլյուցիոն իմաստ չուներ, որ նրանք այն ձեռք են բերել մարդկային բջիջները թիրախավորելու համար», - ավելացնում է նա:

Բալսկուսը նախատեսում է ուսումնասիրել, թե ինչպես է միացությունը փոխում աղիքներում գտնվող մանրէների համայնքը, որոնք անհետանում են և ծաղկում են մոլեկուլի հետ շփումից հետո:

«Քաղցկեղի կանխարգելման բանալին կարող է ընկած լինել կոլիբակտինի ազդեցությունը մանրէաբանական համայնքի վրա և ինչպես է վերահսկվում դրա արտադրությունը», - կարծում է գիտնականը::

Խորհուրդ ենք տալիս: