Многие биологи, например, Иван Эрилл из университета Мэриленда, считают, что есть как минимум один хороший тип вируса – а именно, бактериофаги, то есть вирусы, инфицирующие бактерии. Когда ДНК этих вирусов попадает в клетку, она может содержать инструкции, позволяющие клетке выполнять новые действия
Бактериофаги, или сокращенно – фаги, удерживают популяцию бактерий под контролем, как на суше, так и в воде. Они убивают до 40% океанских бактерий ежедневно, помогая контролировать бактериальное цветение и распределение органического вещества.
Естественные и искусственно выведенные фаги успешно используются для лечения бактериальных инфекций, которые не реагируют на антибиотики. Это процесс, известный как терапия фагами, может помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам.
Недавнее исследование указывает на другую важную функцию фагов: они могут формировать новые гены, которые перенастраиваются для получения новых функций, сообщает ScienceAlert.
Фаги – наиболее многочисленная форма жизни, и нониллион их – 1 с 31 нулями – циркулирует по миру постоянно.
Подобно всем вирусам, фаги также имеют высокую скорость репликации и мутации, что означает, что они формируют множество вариантов с различными характеристиками каждый раз, когда воспроизводятся.
Большинство фагов имеют жесткую оболочку под названием капсид, наполненную их генетическим материалом. Во многих случаях оболочка больше, чем требуется фагу, чтобы хранить ДНК для его репликации.
Это означает, что у фагов есть место для переноса дополнительного генетического багажа: генов, необходимых для выживания фагов, которые он может модифицировать как угодно.
Читайте еще: Что такое 3CL протеаза и почему ее блокирование играет ключевую роль в борьбе с COVID-19?
Фаги бывают двух основных разновидностей: умеренные и вирулентные. Вирулентные, подобно многим другим вирусам, оперируют по программе захватить-реплицироваться-убить. Они попадают в клетку, захватывают ее компоненты, создают свои копии и высвобождаются.
Умеренные фаги ведут длительную игру. Они соединяют свою ДНК с клеточной и могут оставаться спящими на протяжении многих лет, пока что-то не возбудит их активацию. После этого они обращаются к вирулентному поведению: реплицируют и высвобождаются.
Многие умеренные фаги используют повреждение ДНК как возбудитель. Если повреждается ДНК клетки, это означает, что ДНК фага будет следующим, поэтому они высвобождаются.
Бактерии перенастроили механизмы контроля этого жизненного цикла для генерации комплексной генетической системы, которую ученые университета Мэриленда изучали в течение двух десятилетий.
Бактериальные клетки также заинтересованы в том, чтобы знать, что их ДНК под угрозой. В этом случае они активируют набор генов, которые пытаются починить ДНК.
Это явление известно, как бактериальный «SOS», поскольку в случае его провала клетка уничтожается.
Бактерии организовали «SOS», используя протеин-«выключатель», который реагирует на повреждение ДНК: он выключается при повреждении и не включается до починки. «Выключатели» бактерий и фагов эволюционно связаны.
Ученые университета Мэриленда обнаружили, что «SOS» Bacteroidetes, группы бактерий, составляющей до половины кишечной микрофлоры, контролируется «выключателем» фагов, перенастроенным для внедрения бактериальной комплексной генетической программы.