По заветам Сунь-цзы: бактерии применяют коварную тактику против вирусов-охотников

В микроскопическом мире бактерии находятся в постоянном противостоянии с "хищными" вирусами, что заставляет их участвовать в гонке вооружений, длящейся миллионы лет. При этом некоторые методы защиты и нападения даже чем-то напоминают человеческую тактику.

Ученые заметили в поведении кишечной палочки (E. coli) способность использовать "вражеское оружие", чтобы оставить вирус ни с чем. Исследование обнародовано в журнале Science

Согласно китайским легендам военный стратег Чжугэ Лян, он же Кунмин более 1800 лет назад столкнулся с тем, что у его войска перед важной битвой закончились стрелы. Проявив гений смекалки, он под покровом ночи отправил по реке пустые лодки с соломенными мишенями. Когда вражеская армия выпустила по ним тысячи стрел, солдатам Кунмина осталось лишь вернуть лодки и собрать трофейную амуницию для битвы.

Именно в его честь был назван недавно открытый механизм иммунной реакции бактерий кишечной палочки, который включается, когда вирус-бактериофаг пытается ее заразить.

"Мы обнаружили новый противовирусный сигнальный путь у бактерий, который, по иронии судьбы, полагается на вирусный фермент для выработки сигнала тревоги, запускающий защиту. Точно так же, как исторический Кунмин, использовавший производство стрел врага против него самого", — объяснил один из авторов исследования Рафаэль Пинилья-Редондо.

Вирусы не размножаются как живые существа. Вместо того они проникают внутрь клетки и "перепрограммируют" ее таким образом, чтобы она занималась производством новых вирусов. При этом инфицированная клетка продолжает работать до тех пор, пока не выработает весь свой ресурс и не умрет.

Чтобы проникнуть внутрь, вирус использует специальные белки, которые помогают заставлять клетку быстро начать производство "строительных блоков". Однако защита Кунмин захватывает этот белок и создает из его частей молекулу иммунного сигнала.

Конечно далее эпичной битвы не происходит, а вместо того бактерия с помощью полученной молекулы запускает механизм самоубийства. Конечно это может показаться несколько драматичным, однако для бактерии важно умереть до того, как вирус сможет ее перепрограммировать. Там самым ее жертва позволяет остановить распространение инфекции и поражение остальной колонии. Ученые даже сравнивают это с подрывом моста во время наступления врага.

Впрочем, за миллионы лет гонки вооружений, вирусы тоже совершенствовали свои методы атаки. Некоторые из них научились синтезировать ферменты, которые разрушают прекурсоры к созданию молекулы иммунного сигнала. Тем самым, они как будто придумали как "устранять дозорных" до того, как те поднимут тревогу.

Удивительно, что это все происходит на молекулярном уровне, без какого-либо осознания своих действий и с использованием лишь сложных химических реакций. Впрочем, даже так ученые видят в этом механизме огромный потенциал.

Например, это может проложить путь к новым формам использования бактериофагов для борьбы с бактериальными болезнями — фаговой терапии. Ведь если человечество приложит руку к разработке более эффективных способов обхода иммунных реакций, то эти микроскопические биороботы-убийцы смогут успешно поражать даже стойкие к антибиотикам бактерии.

"Поняв механизмы защиты вроде Кунмин, и приемы, которые бактериофаги используют для их обхода, мы сможем лучше разрабатывать стратегии фаговой терапии и повышать их клиническую успешность", — говорят авторы исследования.

Как сообщалось ранее, марсоход Curiosity нашел на Марсе самые длинные молекулы на основании углерода, которые когда-либо обнаруживали на этой планете. На Земле подобные часто являются частью живых организмов.