Дружественные обитатели слизи: фаги как компонент иммунитета

То, что слизь, вырабатываемая практически всеми организмами в самых разных местах и ситуациях, способствует защите от бактериальных инфекций, было известно давно, однако недавние работы ученых из Университета Калифорнии в Сан-Диего позволяют по-новому посмотреть на то, как именно она это делает. В самых разных слизях содержатся белки, гидролизующие клеточные стенки бактерий (например, лизоцим). Также в составе слизей есть иммуноглобулины. Однако сейчас выдвигается гипотеза о том, что решающим действующим компонентом ответа на инфекции могут быть отнюдь не белки, а бактериофаги, которых в слизях оказывается чрезвычайно много.


Бактериофаги (бактериальные вирусы) — это наиболее распространенные организмы на нашей планете. В прибрежных тропических водах концентрация фаговых частиц может достигать 107 на миллилитр жидкости, что на порядок больше количества бактерий, которых они заражают, в этих же биотопах. Всего же число фаговых частиц в биосфере может достигать 1030 штук [ 1, 2 ].

Такое огромное количество индивидуальных организмов не может не быть мощнейшим фактором в экологии сообществ и эволюции биосферы в целом. Так, например, несмотря на то, что гены бактерий при заражении фагами попадают в новые фаговые частицы лишь один раз на каждые 108 инфекций, генетическая трансдукция (горизонтальный перенос бактериальных генов фагами) происходит в океане с частотой примерно 20 миллионов миллиардов раз в секунду [ 3 ].

Разумеется, и наши организмы, населенные большим количеством бактерий, не могут при этом не нести в себе существенного числа бактериофагов. В наших телах они обитают в основном на поверхности кожи и слизистых оболочек, в легких, а также во рту и в остальных частях желудочно-кишечного тракта.


Иллюстрация из статьи Джереми Барра и соавторов из группы Фореста Роуэра, демонстрирующая поведение бактериофагов на поверхности слизистых оболочек [ 5 ].


Публикация Барра и Роуэра нашла живой отклик в сообществе микробиологов и вирусологов. Ротем Сорек, микробиолог из Института Вейсмана в Реховоте, называет пример такого симбиоза уникальным, а его коллега из Университета Пеннсильвании в Филадельфии находит идею о том, что фаги могут быть компонентом врожденного иммунитета, оригинальной и вдохновляющей. Сам Джереми Барр считает, что фаги стали населять слизистые оболочки самых разных организмов с момента возникновения слизи в результате эволюции.

По материалам Nature News [ 7 ].

  1. Chibani-Chennoufi S., Bruttin A., Dillmann M.L., Brüssow H. (2004). Phage-host interaction: an ecological perspective. J Bacteriol. 186, 677—66;
  2. Mann N.H. (2005). The third age of phage. PLoS Biol. 3, e182;
  3. Bushman F. (2002). Lateral DNA Transfer: Mechanisms and Consequences. CSHL Press, 2002;
  4. Willey J., Sherwood L., Woolverton C. Prescott’s Microbiology 8th Edition. ISBN 10: 0077350138 ISBN 13: 9780077350130;
  5. Barr J.J., Auro R., Furlan M., Whiteson K.L., Erb M.L., Pogliano J., Stotland A., Wolkowicz R.,  Cutting A.S., Doran K.S., Salamon P., Youle M., Rohwer F. (2013). Bacteriophage adhering to mucus provide a non-host-derived immunity. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., doi:10.1073/pnas.1305923110;
  6. Minot S., Grunberg S., Wu G.D., Lewis J.D., Bushman F.D. (2005). Hypervariable loci in the human gut virome. PLoS Biol. 3, e182;
  7. Nature News — «Viruses in the gut protect from infection».

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы
принять участие в обсуждении