Проект кафедры истории медицины Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова

Цианобактерия Prochlorococcus может стать основой противовирусного средства

18 января 2014

Исследование американских ученых показало, что морская цианобактерия Prochlorococcus, которая является основным звеном пищевой цепи океана, также питает другие морские организмы, поставляя им «продуктовые посылки», содержащие углерод и питательные вещества. Бактерии Prochlorococcus производят липидные пузырьки - сферические мешочки, содержащие белки и генетический материал в виде ДНК и РНК, которые исследователи предлагают использовать как средства переноса генов в бактериальные сообщества, они также могут выступать в качестве приманки для вирусов.

Морские цианобактерии похожи на крошечные океанические растения, которые обеспечивают себе богатое углеродом питание при помощи фотосинтеза, используя солнечный свет и оксид углерода - CO2. Благодаря собственной массе тела, бактерии также снабжают пищевую цепь океана органическими соединениями и кислородом, выделяющимся при фотосинтезе.

В недавнем выпуске журнала Science профессор отдела гражданской и экологической инженерии Массачусетского технологического института Салли Чисхолм сообщил, что ученые обнаружили большое количество внеклеточных пузырьков размером около 100 нм у двух наиболее распространенных видов цианобактерий - Prochlorococcus и Synechoccocus. Пузырьки содержались в культурах цианобактерий, а также в образцах, взятых из богатых питательными веществами вод у побережья Новой Англии, Саргассова моря и североатлантического круговорота.

В лабораторных условиях было обнаружено, что пузырьки имеют достаточно углерода для поддержания роста бактерий, не использующих фотосинтез. Внеклеточные пузырьки играют весьма важную роль в пищевой океанической цепи. Ученым было не много известно о том, как пузырьки способствуют циркуляции и поставке растворенного органического углерода в морских экосистемах. Они могут быть важным средством обмена генетической информацией, питательными веществами, энергией. Prochlorococcus является самым маленьким организмом, производящим органический углерод из солнечного света и углекислого газа.

Prochlorococcus использует помощь нефотосинтезирующих бактерий, чтобы уничтожать химические вещества, которые являются токсичными для него, поскольку самостоятельно защититься не может. Отправляя «посылки» своим нефотосинтезирующим соседям, Prochlorococcus вступает с ними в симбиоз.

Другая идея исследователей состоит в том, что пузырьки играют роль приманки для «хищников». Под электронными микроскопами можно увидеть, как фаги - вирусы, атакующие бактерии, присоединяются к пузырькам. После того, как фаг впрыскивает свою ДНК в везикулы бактерии, соединенной с пузырьком, она становится неопасной и уже не может воспроизводить себя в живой клетке.
Ученые надеются, что открытие поможет им в изобретении новых эффективных средств борьбы с вирусами и бактериями.