Бактерії можуть приносити як шкоду, так і користь, позбавляючи людину від зайвої ваги або від вугрової висипки . Виявляється, що і віруси також можуть бути другом чи ворогом для людини.
Мікробіолог Джеремі Барр ( Jeremy Barr ) З університету Сан-Дієго ( San Diego State University ) І його команда досліджували корисні властивості деяких вірусів.
Одним з найважливіших захисних бар'єрів нашого організму є слиз. Вона покриває тендітні тканини, яким постійно доводиться контактувати із зовнішнім середовищем: легкі, ротова порожнина, ніс, повіки, травний тракт.
"Слиз - дуже цікава складені субстанція", - каже Барр в прес-релізі університету . Своєю гелеобразной консистенцією вона зобов'язана особливій речовині, яке називається муцин . Молекули муцину є мікроскопічні йоржики, що складаються з білкової основи, покритої нитками з цукрів. Між молекулами муцину в слизу знаходиться суміш з поживних речовин і хімікатів, які тримають мікроби на деякій відстані. Багато бактерій живуть поруч з поверхнями, покритими такими сполуками.
Слиз також є "будинком" для бактеріофагів - вірусів, що знищують бактерії. Вони дуже широко поширені. Барр і його колеги помітили, що в слизу їх міститься набагато більше, ніж в сусідніх тканинах, що не містять молекул муцину. Наприклад, в слині, що покриває ясна, міститься близько п'яти фагів на одну бактеріальну клітину, тоді як ця пропорція на поверхні самих ясен була 40 до 1. "Ми задалися питанням: яку функцію виконують ці віруси? Чи захищають вони організм?" - розповідає Барр.
Щоб відповісти на це питання, дослідники виростили тканину людського легкого в лабораторії. Легкі є однією з тканин організму, захищеної слизом. Коли тканина заразили кишковою паличкою ( Escherichia coli ), Вчені помітили, що приблизно половина клітин в кожній культурі загинуло. Це означає, що слиз не брала участі в порятунку живої тканини. Але як тільки в тканину додали бактеріофаги, її опірність до хвороботворних властивостей кишкової палички різко підскочила, і в живих залишилося набагато більше клітин.
"Експеримент показав, що фаги вбивають небезпечні бактерії. Однак ми поки не знаємо, як вони надходять у випадку з корисними бактеріями, відрізняють вони їх від шкідливих. Можливо, все залежить від типу бактеріофага, який ми вводимо", - говорить Барр.
Провівши ще ряд експериментів, дослідники побачили, що бактеріофаги покриті шаром молекул, які захоплюють цукрові сполуки в муцини. Таким чином, вони прикріплюються до слизистих оболонок, де і отримують повний доступ до бактерій, повідомляють учені в статті, опублікованій в журналі PNAS .
Слизові оболонки є майже у всіх представників царства тварин. А у деяких живих організмів - наприклад, риб, черв'яків або коралових поліпів - майже всі тканини покриті цим захисним з'єднанням. Бактеріофаги в їх слизу також дуже широко поширені: у всіх зразках, які тестували вчені, їх було дуже багато.
"Це ціла нова імунна система, яка по-своєму захищає організм від хвороботворних бактерій. Фаги уживаються на будь-яких поверхнях, покритих слизом. Це один з перших в біології прикладів симбіозу вірусів і організмів тварин", - пише Барр в прес-релізі університету .
В ході експериментів дослідники самі вибирали види фагів і бактерій, щоб спровокувати взаємодія. Однак в реальному житті організм, швидше за все, відбирає спеціальних фагів, щоб контролювати відповідні їм види бактерій, поширюючи ту чи іншу слизової з'єднання по тканині організму, яку потрібно захистити.
На наступному етапі дослідження вчені планують визначити, як симбіоз вірусів і організму допоможе боротися з різними видами бактерій в природних умовах.
Майкл МакГакін ( Michael McGuckin ) З австралійського центру Mater Research, який не брав участі в дослідженні, вважає, що отримані знання допоможуть в розробці нових методів боротьби з запальними захворюваннями кишечника, в число яких входить хвороба Крона і язвений коліт .
При таких захворюваннях екосистема кишечника, що складається їх безлічі типів бактерій, порушується, і деякі види починають домінувати. Щоб врівноважити популяцію бактерій, можна використовувати спеціальні види вірусів бактеріофагів . Оскільки в організмі людей, які страждають від таких захворювань, також порушується структура слизової оболонки, основного вмістилища фагів, стає зрозуміло, як саме пов'язані симптоми.
У майбутньому можна буде створювати бактеріофаги, сумісні з тими чи іншими слизовими поверхнями, для боротьби з мікробними захворюваннями або підтримки оптимальної пропорції бактерій в організмі. Однак до цього ще далеко. "Так чи інакше, це дослідження змусило нас по-новому поглянути на віруси. Незабаром ми зможемо розробити нові методи боротьби з хвороботворними бактеріями на основі наших знань про бактеріофагів", - робить висновок Барр.
Також по темі:
У вірусів виявлена своя власна імунна система
Кишкові палички використовують "біологічну зброю" для знищення конкурентів за живильне середовище
Захист в тонкому кишечнику будує мережі для упіймання ворога
Червоне м'ясо і бактерії обіцяють серйозні проблеми з судинами
Наноантібіотік переможе бактерії, стійкі до звичайних ліків
Вчені з Піднебесної поклали провину за надмірну вагу на бактерії
Наука 2.0. Життя з бактеріофагами
Вчені з США створили надчутливий детектор вірусів
Ми задалися питанням: яку функцію виконують ці віруси?Чи захищають вони організм?
