Новости и мнения

Древний белок помогает кишечной палочке предотвратить вирусную атаку

Новое исследование показало, что бактерии могут задерживать репликацию бактериофага, если их использовать для применения версии тиоредоксина, возраст которой составляет четыре миллиарда лет.

Воскрешение древних белков в современной кишечной палочке может защитить бактерию от вирусной инфекции, сообщили ученые сегодня (9 мая) в Cell Reports . Исследователи из Испании разработали генетические последовательности, которые кодируют наследственные формы белка тиоредоксина, включая тот, который существовал бы около 4 миллиардов лет назад, и обнаружили, что старый белок функционировал не только в клетках, но и когда эти бактерии подвергались воздействию бактериофаг Т7 отразил вирусную инфекцию.

«Это интересная стратегия, которая препятствует распространению вируса», – сказал The Scientist биохимик Рейнхард Стернер из Регенсбургского университета в Германии. «Это может быть новый способ противодействия вирусам, который довольно крутой».

Проект начался с интереса к растениям. В частности, Асунсьон Дельгадо и его коллеги из Университета Гранады знали, что белки в растениях, которые способствуют репликации вируса, не эволюционировали так сильно, чтобы избежать заражения вирусами. Таким образом, команда задалась вопросом, может ли другая версия белка, возможно, наследственной формы, поддержать организм, но предотвратить репликацию вируса.

Тиоредоксин был хорошим тест-объектом: он обнаружен во всех современных организмах и необходим как для хозяев, так и для вторгающихся вирусов. В новом исследовании Delgago с коллегами изучили генетические последовательности ряда микробных организмов, проследили их происхождение и определили последовательности для древних тиоредоксинов, датируемых от 1,5 до 4 миллиардов лет назад.

В кишечной палочке тиоредоксин циркулирует электроны для поддержания жизненно важных химических реакций. Когда команда заменила современный ген тиоредоксина в кишечной палочке древними последовательностями, полученные белки также перемещали электроны с различной степенью успеха. Самая старая версия не работала так же хорошо, как более поздние; но тот факт, что он восходит к происхождению самой жизни и все еще поддерживал жизнедеятельность кишечной палочки, был удивительным, сказал химик Хосе Санчес-Руис , старший автор газеты, в интервью.

Затем группа исследователей смешала измененную кишечную палочку с бактериофагом Т7, который обычно рекрутирует тиоредоксин в бактериях для помощи в репликации ДНК. «Вирус без проблем вставил свою ДНК в бактерию. Но когда вирус начал использовать тиоредоксин для своих собственных целей, это стало проблемой », – сказал Санчес-Руис. Тиоредоксины, которым было около 2,5 миллиардов лет и старше, не могли быть использованы вирусом для репликации ДНК. Команда также провела эксперимент с человеческой формой тиоредоксина, которая также препятствовала репликации вируса.

Замена белка, необходимого как для организма-хозяина, так и для вируса, инфицирующего этот организм, может придать вирусную устойчивость. Санчес-Руис сказал, что эта стратегия может быть применена для повышения устойчивости растений к вирусам.

«Большое препятствие [к развертыванию древних белков в сельскохозяйственных культурах], которое необходимо преодолеть, заключается в том, что части белка, которые не взаимодействуют с патогеном, эволюционируют, хотя и медленнее, чем части, связанные с патогеном», – писал эволюционист Майкл Хармс. биофизик из Университета Орегона, в электронном письме к Ученому . «В результате родовые белки не обязательно напрямую заменяют свои современные аналоги».

Хармс объяснил, что у коммерческих растений важны скорость роста, вкус, цвет и ряд других признаков. Ген предков может поставить под угрозу одну из многих желательных черт, даже если он может защитить от инфекции. «Из-за этого, я подозреваю, что наследственные белки могут быть отправной точкой для разработки более устойчивых растений, а не автономным, готовым решением».

А. Дельгадо и др., «Использование воскресших наследственных провирусных белков для создания устойчивости к вирусу». Cell Reports , doi: 10.1016 / j.celrep.2017.04.037, 2017.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *