Вирусите бактериофаг комуникират помежду си
Израелски учени от Научния институт Вайцман направиха ново откритие по отношение на вирусите бактериофаг. Оказа се, че вирусите, които заразяват бактериите от рода Bacillus, предават съобщения един на друг. Вирусът, който атакува бактерия, е в състояние да "прочете" съобщението на своя предшественик и в зависимост от съдържанието му да избере какво да прави по-нататък - да убие целта си или само да я зарази.
Израелците работеха върху хипотезата, че бактериите могат да предупреждават други бактерии, които вирусите атакуват. Изследователите са знаели, че бактериите могат да координират действията си по определен начин, като си подават сигнали една на друга, които се наричат quorum sensing – „усещане за кворум“, дистанционно микробно взаимодействие. Въпреки това, вместо комуникация между бактериите, изследователите от института Weizmann, за тяхна изненада, откриха комуникация между вируси. Бактериофагите phi3T произвеждат химикали, които влияят на поведението на други вируси от същия вид.
Някои бактериофаги могат да атакуват мишените си по два различни начина. Те могат да заразят клетките гостоприемници и да се делят там, докато умрат - или да се интегрират в бактериалния геном и да "спят", докато някакъв спусък не ги събуди за активност. Използвайки химически сигнали, вирусите phi3T се „командваха“ взаимно, принуждавайки своите „колеги“ да изберат определен метод на заразяване. За да проверят хипотезата си, учените поставиха няколко вируса в съд с бактерии Bacillus subtilis и отбелязаха, че вирусите предпочитат да убият бактериите веднага. След това те внимателно отстраняват както бактериите, така и вирусите от съда, оставяйки белтъчните следи, оставени от вирусите, непокътнати. Тези протеини бяха добавени към прясна култура на Bacillus subtilis иphi3t. В новия експеримент вирусите се държат по различен начин – те предпочитат да заспят, оставяйки своя геном вътре в бактериите. Активната молекула е наречена "арбитриум" (от латински за "разтвор").
Допълнителни изследвания показват, че арбитриумът се освобождава, когато заразената с вируса бактерия умре. Ако голям брой бактерии са умрели, нивото на арбитриума се повишава и вирусите спират да убиват бактериите, за известно време са латентни, докато бактериите се размножат отново в достатъчно количество. Може би арбитриумът не е единственият начин за комуникация на вирусите и най-вероятно не само бактериофагите могат да комуникират помежду си. Възможно е вируси, които заразяват организми, много по-сложни от бактериите, включително хора, също да могат да предават сигнали един на друг.
Фактът, че бактериите могат да комуникират помежду си с помощта на електрохимични сигнали - подобно на това как нервните клетки комуникират помежду си - беше открит от специалисти от Калифорнийския университет в Сан Диего (University of California in San Diego) през есента на 2015 г. Те се заинтересуваха от особеностите на растежа и храненето на големи бактериални клъстери - нарастването им беше от спазматичен характер, периодично колониите спираха да растат. Оказало се, че когато бактериите в средата на колонията започнат да гладуват, те изпращат специален електрохимичен сигнал към периферията. Получавайки този сигнал, бактериите по краищата спират да използват хранителни вещества (и колонията спира да расте) и започват да ги прехвърлят към центъра, докато обитателите му се наситят и спрат да сигнализират. След това колонията започва да расте отново.
Сега изследванията по тази тема продължават и служители от Калифорнийския университет в Сан Диего са открили нови взаимодействия. бактерии,експерти казаха, че те общуват не само със себеподобните си, но и с други микроорганизми. Учените са установили, че Bacillus subtilis, който образува биофилм заедно с гъбичките и едноклетъчните организми, регулира броя на микроорганизмите в тяхното местообитание. Биофилмът е тънък слой от такива организми, който е разположен на повърхността. Като работят заедно, бактериите и техните съседи ефективно се противопоставят на антибиотици и химическа атака. Ако бактериите „решат“, че техният биофилм е твърде малък, те изпращат електрически сигнали навън, освобождавайки йони извън него. Други микроорганизми, получавайки такъв сигнал, го възприемат като покана и се присъединяват към биофилма.
Изследователи от университета на Илинойс въз основа на тази работа планират да разберат дали е възможно да се повлияе на бактериалните сигнали. Тъй като проблемът с антибиотичната резистентност сега е по-належащ от всякога, те искат да намерят начин да използват тези сигнали, за да наредят на бактериите да останат в състояние, което не е враждебно за човешкото тяло. Учените ще работят със стрептококови колонии и ще проучат как биофилмите могат да бъдат унищожени с помощта на сигнали. Може би изследователите ще успеят да създадат първия човеко-бактериален разговорник.
Вирусите усещат химически сигнали, оставени от техните предци, за да могат да решат дали да убият или просто да заразят своите гостоприемници. Откритието - във вируси, които атакуват бактерии Bacillus - бележи първия път, когато е открита каквато и да е вирусна комуникационна система. Но изследователите казват, че много други вируси могат да комуникират помежду си чрез собствените си молекулярни езици - може би дори вируси, които са отговорни за човешките заболявания. ако случаят е такъв,учените може би са намерили нов начин за прекъсване на вирусните атаки.