Ключевым вопросом эволюционной биологии остается процесс формирования новых функций. Исследование специалистов Уппсальского университета показало, что бактериофаги способствую их появлению, раскрывая новый потенциал носителей.
Вирусы, заражающие бактерии, являются одними из самых многочисленных организмов на Земле, сообщает eurekalert.org. Ежедневно они инфицируют и убивают 15-30% всех микроорганизмов мирового океана. В новом исследовании, опубликованном в Nature Ecology & Evolution, специалисты рассмотрели, как бактериофаги, вместо уничтожения носителя, передают свои гены, помогая выживать кишечной палочке.
«Мы открыли новый, неожиданный механизм. С его помощью вирусные гены раскрывают скрытый потенциал бактерий, давая им новые функции», — сказал ведущий автор работы, Джон Джерлстрём-Хюльквист.
Сначала ученые убрали у бактерии ключевой ген ilvA. Затем они проверили, может ли материал вирусов, изолированных из Svandammen, «Лебединого пруда» в центральной Уппсале, спасти микроорганизм. Исследователи идентифицировали новую группу генов, кодирующих ферменты S-аденозилметионин (SAM) гидролазы. Они расщепляют SAM, стимулируя биосинтез метионина, аминокислоты-предшественника вещества. Побочным эффектом одного из этих ферментов является компенсация отсутствующего ilvA.
Исследование показало, что, для понимания работы бактерий, нужно рассматривать не только их функции. Изменение метаболического состояния микробных клеток может раскрыть их скрытый потенциал, например, при заражении бактериофагами.
«В данном случае вирус заменил вещество, необходимое для расщепления важного соединения, SAM. При его распаде перезапускается метаболизм, и новая функция становится доступной. Более того, открытие важно для понимания скрытого потенциала бактерий и его способности повлиять на развитие устойчивости к антибиотикам», — сказал профессор Дэн Андерссон.