Мікробіологи довгий час вважали, що віруси не можуть володіти своєю власною імунною системою, так як є примітивними частинками, що складаються з ДНК і РНК. Якби вони мали у своєму арсеналі подібний інструмент, то могли б швидко пристосовуватися до різноманітних і постійно мінливих умов навколишнього середовища.
Однак нове дослідження вчених з університету Тафтса показало, що віруси бактеріофаги (або для стислості фаги) можуть красти імунну систему у своїх господарів - бактерій виду Vibrio cholera, що викликають епідемії холери серед людей. Нагадаємо, що бактеріофаги "полюють" виключно на бактерії, причому кожен вид на свій власний тип мікроорганізмів.
Провідний автор дослідження Кімберлі Сід (Kimberley Seed) вивчала зразки ДНК фагів, зібрані у людей, хворих на холеру в Бангладеш. (Фаги не шкодять людині, тому вчених цікавив їх внесок в те, що відбувається.) Аналіз показав, що віруси володіють генами, відповідальними за функціонування імунної системи у бактерій і деяких археїв (окремого домену одноклітинних організмів).
Подальший розгляд виявив те саме злодійство повністю функціонуючої і здатною до адаптації імунної системи.
Щоб перевірити свої висновки, вчені створили штам фагів, які не мають імунної системи, а потім заразили ними штам холерного вібріона, який володів природною стійкістю до бактеріофагів. Як і слід було очікувати, вірусам не вдалося вбити мікроорганізми.
У другій частині цього перевірочного експерименту дослідники заразили бактерії фагами з імунітетом, здатним адаптуватися. Віруси швидко пристосувалися до захисту ворога і знищили холеру.
Таким чином вчені з'ясували, що бактеріофаги використовують новий "інструмент" для спрощення нападу на свою потенційну жертву. Частинки обертають зброю проти ворога, позбавляючи бактерії можливості чинити опір проникненню вірусу в клітину. В результаті мікроорганізм гине, а вірус розмножується, породжуючи потомство, здатне вбити ще більше бактерій.
Дослідники з'ясували, що віруси отримують гени чужої імунної системи в процесі розмноження, коли всередині ураженої клітини-господаря створюються множинні копії геному вірусу. Таким чином, між фагом і бактерією відбувається серйозне перенесення генів.
Дивовижне відкриття знову змусило вчених задуматися, чи не є віруси свого роду живими істотами. "Віруси володіють своїм власним складним геномом, вони відтворюють себе і еволюціонують", - розповідає професор Ендрю Каміллі (Andrew Camilli), керівник лабораторії, в якій працює Сід.
Однак публікація отриманих результатів аж ніяк не означає, що нам найближчим часом варто очікувати якогось глобального перегляду біологічної класифікації.
Куди важливіше для людини можливе застосування виявленого явища в медицині. "Майже всі бактерії можна заразити фагами, приблизно половина відомих науці бактерій володіє такою адаптивною імунною системою, яка допомагає їм боротися насамперед з фагами", - говорить Сід в прес-релізі університету.
Це означає, що тепер "просунуті" фаги можна буде використовувати для лікування бактеріальних інфекцій, наприклад, таких, які неможливо побороти сучасними антибіотиками. Так як в цьому випадку вірус (нагадаємо: здатний вразити тільки бактерію) виступає на стороні людини, боятися його не варто.
У своїй статті, що вийшла в журналі Nature, дослідники підкреслюють, що імунна система людини та інших ссавців занадто складна і закодована у великих відрізках ДНК. "Вірусу буде дуже складно, якщо взагалі можливо, забрати собі таку кількість генетичного матеріалу", - пояснює Камілли.
Раніше команда Ендрю спробувала вилікувати за допомогою вірусів хворих на холеру мишей, досліди пройшли успішно. Тим не менш, клінічні випробування такої терапії на людях поки проводити рано. Дослідники не до кінця розібралися в тому, як фаги "обеззброюють" холерний вібріон, а значить, не зможуть з упевненістю стверджувати, що бактерії рано чи пізно не вироблять захист від такого нападу.
