Понимание взаимодействия между этими микробами может однажды помочь ученым разработать способы сохранения окружающей среды и борьбы с болезнями, с которыми трудно бороться.Новое исследование Университета штата Огайо дает представление о сложности взаимодействия между бактериями и вирусами — или фагами, — которые их заражают. Исследование опубликовано в Интернете в журнале ISME Journal.Эти взаимодействия являются рутинными и могут быть хорошими или плохими для инфицированных бактерий, но до сих пор мало что было известно о том, насколько одно из этих взаимодействий может отличаться от другого, сказала ведущий исследователь Кристина Ховард-Варона, постдокторский исследователь микробиологии в штате Огайо.
«Мы пытаемся понять, насколько эффективен вирус — или фаг — когда он заражает одни бактерии по сравнению с другими, и мы узнали, что есть важные различия», — сказал Ховард-Варона.«В любой среде не все фаги будут заражаться одинаково, с одинаковой скоростью и с одинаковым успехом».В исследовании группа исследователей использовала современное оборудование в сотрудничестве с Министерством энергетики США, чтобы собрать вместе в реальном времени детали инфекции внутри двух генетически похожих бактериальных «хозяев», когда они были заражены одним и тем же или разными вирусами.
Масс-спектрометр Orbitrap и генные секвенаторы нового поколения позволили им наблюдать за всеми этапами взаимодействия между вирусами и бактериальными клетками, которые были совершенно разными по скорости и успеху.Штаммы бактерий, использованные в исследовании, обычно встречаются в окружающей среде и влияют на обмен питательных веществ, здоровье и болезни.«Эффективность заражения была очень, очень разной, если смотреть на два разных фага, инфицировавших одного и того же бактериального хозяина.
В одном случае фаг размножается и убивает клетки невероятно быстро — примерно за час — а в другом случае — намного медленнее. , более чем в 10 раз длиннее ", — сказал Ховард-Варона.Хотя еще слишком рано говорить, к чему может привести эта наука, цель состоит в том, чтобы в конечном итоге понять эти взаимодействия таким образом, чтобы это могло открыть дверь к улучшению окружающей среды и здоровья человека, сказала она.
«В некоторых случаях фаговая инфекция — это хорошо, и вы можете представить себе вмешательство для повышения эффективности инфекции для борьбы со всеми видами человеческих патогенов, которые больше не чувствительны к антибиотикам, например, MRSA», — сказал Ховард-Варона. «Но для этого нам нужно понимать основные механизмы, в том числе те, которые описаны в этом исследовании».По словам Мэтью Салливана, доцента микробиологии в штате Огайо, исследование подчеркивает важность выхода за рамки исследований «идеального» взаимодействия между бактериями и вирусами в лабораторных условиях и поиска дополнительных знаний об истинном разнообразии взаимодействия между микроорганизмами в природе.«Когда вы смотрите на естественные взаимодействия фага и бактерий — такие как в этом исследовании, — вы видите, что для эффективного заражения необходимо много шагов во взаимодействии фага-хозяина, и что инфекция различается в зависимости от фага и бактерии. "Ховард-Варона добавил: «Исторически в лаборатории ученые использовали эти модельные системы с самой быстрой и максимальной эффективностью заражения, но это не всегда верно в природе — в воде, почве или в наших телах — и это важно понимать. различия."