Биологи из Швейцарии и России выяснили, как вирусы бактериофаги заражают бактерии. Ученые определили структуру основания хвоста вируса, которое играет важную роль в прикреплении бактериофага к поверхности инфицируемой им клетки. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Бактериофаг состоит из двух основных частей — головки, где содержится генетический материал, и хвоста, который пронзает мембрану бактерии и впрыскивает в клетку ДНК вирус. Хвост обычно окружен оболочкой, которая сокращается, обнажая трубку. Этот процесс контролируется базальной пластинкой, находящейся в основании хвоста. Молекулярные биологи впервые на атомном уровне проследили за работой базальной пластинки.
Основание хвоста имеет нити, которые закрепляют бактериофаг на поверхности бактерии. Весь комплекс состоит из 145 цепочек 15 различных белков — в общей сложности, это примерно один миллион атомов. Чтобы смоделировать структуру большинства белков, ученым потребовались высокопроизводительные вычислительные мощности Центра клеточной визуализации и наноаналитики при Базельском университете.
Исследователи определили, что в базальной пластинке присутствуют молекулы, напоминающие миниатюрные шестерни, которые контролируют активность хвоста бактериофага. Подобные компоненты встречаются также и в других вирусах, а также в бактериях, которые впрыскивают токсины в другие клетки.
Фаги широко распространены на планете. Они встречаются везде: в почве, воде, горячих источниках и даже в кишечнике животных. Ученые рассматривают их в качестве подходящей альтернативы антибиотикам, которые в последнее время становятся неэффективными в борьбе с тяжелыми бактериальными инфекциями.