Вчені характеризують раніше невідомі кишкові реакції.
Строго кажучи, люди не можуть перетравлювати складні вуглеводи — це робота бактерій у нашому товстому кишечнику. Вчені UC Riverside щойно виявили нову групу вірусів, які атакують ці бактерії.
Віруси та те, як вони уникають контратаки своїх бактеріальних хазяїв, описані в статті, опублікованій у Cell Reports.
Бактеріоїди можуть становити до 60% усіх бактерій, що живуть у товстому кишечнику людини, і вони є важливим способом отримання людиною енергії. Без них нам було б важко перетравлювати хліб, бобові, овочі чи іншу улюблену їжу. Враховуючи їхню важливість, дивно, що вчені знають так мало про віруси, які полюють на них Бактеріоід.
«Це здебільшого недосліджена територія», — сказав мікробіолог Патрік Дегнан, доцент кафедри мікробіології та патології рослин, який очолював дослідження.
Щоб знайти вірус, який атакує БактеріоідДегнан і його команда проаналізували колекцію бактеріальних геномів, де віруси можуть ховатися протягом багатьох поколінь, доки щось не спонукає їх розмножуватися, атакувати та залишати свого хазяїна. Цей спосіб життя вірусу не без ризику, оскільки з часом можуть виникнути мутації, які не дозволять вірусу втекти від господаря.
Про аналіз генома Бактероїди звичайні, виявила команда Дегнана ДНК належать до вірусу, який вони назвали BV01. Однак визначити, чи здатний вірус втекти або повторно заразити свого господаря, виявилося складним завданням.
Реконструйоване мікроскопічне зображення бактеріофага, який є вірусом, який атакує бактерії. Авторство: Університет Пердью та Seyet LLC
«Ми спробували всі трюки, які могли придумати. Ніщо в лабораторії не працювало, поки ми не працювали з моделлю безбактерійної миші», — сказав Дегнан. «Тоді вірус підскочив».
Це стало можливим завдяки співпраці Дегнана з колегою з UCR, співавтором і колегою-мікробіологом Анселем Сяо.
Цей результат свідчить про те, що умови в кишечнику ссавців діють як тригер активності BV01. Знахідка підкреслює важливість обох пробірці та в природних умовах експерименти для розуміння біології мікробів.
Шукаючи більше інформації про непрямий вплив цього бактеріального вірусу на людину, команда Дегнана визначила, що коли BV01 інфікує клітину-господаря, це порушує звичайну поведінку цієї клітини.
«Понад 100 генів змінюють те, як вони виражаються після інфікування», — сказав Дегнан.
Два зі змінених генів, які впали в очі дослідникам, відповідають за дезактивацію жовчних кислот, які є токсичними для мікробів. Автори припускають, що хоча це, можливо, змінює чутливість бактерій до жовчних кислот, це також може впливати на здатність бактерій заражатися іншими вірусами.
«Цей вірус може проникнути і змінити метаболізм цих бактерій у кишечнику людини, які є ключовими для нашого власного метаболізму», — сказав Дегнан.
Хоча повний масштаб інфекції BV01 ще не відомий, вчені вважають, що віруси, які змінюють чисельність і активність кишкових бактерій, сприяють здоров’ю та хворобам людини. Однією з областей для майбутніх досліджень буде вплив дієти на BV01 і подібні до нього віруси, оскільки певні продукти можуть змусити наш організм виділяти більше жовчі.
Дегнан також зазначає, що BV01 є лише одним із групи вірусів, ідентифікованих його командою, які функціонують подібним чином. Група, Salyersviridae, названий на честь відомого мікробіолога Ебігейл Сейлерс, чия робота з кишковими бактеріями сприяла розвитку стійкості до антибіотиків.
Плануються подальші дослідження, щоб зрозуміти біологію цих вірусів.
«Це було на виду, але досі ніхто не охарактеризував цю важливу групу вірусів, які впливають на те, що знаходиться в нашому кишечнику», — сказав Дегнан.
Посилання: Даніель Е. Кемпбелл, Ліндсі К. Лі та Джейсон М. Р. «Інфекція фагом BV01 Bacteroides змінює транскриптом хазяїна та метаболізм жовчних кислот у звичайному кишковому мікробі людини», 15 вересня 2020 р., Cell Reports.
DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108142
