Появление штаммов патогенных бактерий, устойчивых к большому ряду современных антибиотиков, представляет собой значительную угрозу для эффективности современных антибактериальных методов лечения. Использование препаратов на основе бактериофагов — перспективное решение данной проблемы, так как бактериофаги, в отличие от антибиотиков, обладают особым механизмом действия, который нацелен только на патогенные бактерии, оставляя полезные бактерии и весь микробиом незатронутым.
На данный момент cреди бактериофагов, используемых в борьбе с инфекциями, большинство относится к категории хвостатых фагов, которые прикрепляются к бактерии-хозяину с помощью хвостовых волокон и прокалывают клеточную стенку бактерии, что позволяет ввести вирусный генетический материал в клетку-хозяина; наиболее перспективными из них считаются бактериофаги группы Т5. Но в настоящее время структура Т5 не была решена полностью, архитектура соединения между хвостом и капсидом остается неизвестной.
В рамках проведенного исследования, ученые получили атомную модель родственного T5 бактериофага DT57C с разрешением 2,9 Å (рис. 1). Получению таких моделей как правило препятствуют трудности, связанные с несоответствием симметрии разных частей бактериофага, высокой гибкостью хвоста и, соответственно, отсутствием возможности выполнить моделирование всего фага целиком, единовременно.
«Многолетнее бесконтрольное применение антибиотиков в практике сельского хозяйства привело к появлению полирезистентных штаммов зоопатогенных бактерий, устойчивых к целым группам антибиотиков. Для предотвращения вспышек бактериальных заболеваний в сельском хозяйстве необходима разработка альтернативных технологий. Одной из перспективных в данном направлении технологий является биологический контроль популяций патогенов препаратами на основе бактериофагов. Для этого они должны быть максимально полно (в том числе структурно) охарактеризованы, что и являлось целью нашей работы»
— рассказала профессор биологического факультета, доктор биологических наук, профессор РАН, Соколова Ольга Сергеевна.
В рамках исследования были выявлены: уникальный способ прикрепления боковых хвостовых фибрилл к кончику хвоста, а также необычный состав шейки фага, собранный из трех белковых колец, а не из четырех, как у других фагов. Кроме этого, подробно был изучен механизм выброса ДНК при прикреплении бактериофага к клетке-хозяину.
Реконструкция строения Т5-подобных вирусов предоставляет ценную информацию для последующей структурно-направленной биоинженерии.
