Исследования показали, что растительные патогены используют фаговые элементы для борьбы с бактериями

Бактериофаги, вирусы, атакующие и уничтожающие бактерии, играют важную роль в регулировании популяций микробов в природе. Новое исследование, проведенное Университетом Юты и Университетским колледжем Лондона (UCL), обнаружило, что растительные бактериальные патогены могут использовать элементы своих собственных фагов для уничтожения конкурирующих микробов.

Эти неожиданные результаты, опубликованные в журнале Science, могут привести к использованию фаговых элементов в качестве альтернативы антибиотикам, говорит Талия Карасов, доцент Школы биологических наук Университета Юты.

Исследование показало, что бактериальные патогены, такие как Pseudomonas viridiflava, способны использовать фаговые элементы в форме не самовоспроизводящихся кластеров, называемых тайлоцинами. Эти тайлоцины проникают в мембраны других патогенов и убивают их.

"Мы изучали геномы растительных бактериальных патогенов, чтобы узнать, какие фаги их заражают. Но оказалось, что бактерии взяли фаги и перепрофилировали их для борьбы с другими бактериями," — сказала Карасов.

Исследователи обнаружили, что тайлоцины сохраняются в популяциях бактериальных патогенов, что указывает на их важность в естественной среде.

Хернан Бурбано из UCL анализировал исторические образцы растения Arabidopsis thaliana, собранные в Германии, сравнивая их с современными растениями из той же местности. "Мы обнаружили, что все исторические тайлоцины присутствуют и в наших современных данных, что предполагает, что эволюция поддерживает разнообразие вариантов тайлоцинов," — сказал он.

Талия Бакман, ведущий автор исследования, считает, что тайлоцины могут помочь решить проблему устойчивости к антибиотикам у вредных бактерий. "Мы остро нуждаемся в новых антибиотиках, и тайлоцины имеют потенциал как новые антимикробные препараты," — сказала она.

Тайлоцины обладают большей специфичностью, чем современные антибиотики, уничтожая только определенные штаммы бактерий, что позволяет использовать их, не нанося ущерба всему биологическому сообществу.

"Это базовые исследования, которые пока не готовы к применению, но я считаю, что у них есть хороший потенциал для лечения инфекций," — добавила Карасов.

Участие в исследовании также приняли Университетский колледж Лондона, Институт биологии Макса Планка, Университет Джорджии, Нью-Йоркский университет и Лаборатория Лоуренса Беркли.