Новый инструмент мутации бактериофагов помогает в борьбе с супербактериями
Новый инструмент мутации бактериофагов помогает в борьбе с супербактериями
Новый инструмент для мутации бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии — делает «большой скачок» в понимании их биологии и в умении использовать их возможности.
Метод разработан исследователями факультета микробиологии и иммунологии Университета Отаго (Новая Зеландия) и представлен на последней обложке журнала Nature Микробиология .
Старший автор, профессор Питер Финеран, отмечает, что бактериофаги, или просто фаги, имеют «огромный потенциал» для борьбы с кризисом устойчивости к противомикробным препаратам и для более устойчивого сельского хозяйства в качестве альтернативы агрохимикатам, потому что они способны уничтожать бактерии.
«Но наше знание о фагах, возможно, похоже на понимание антибиотиков в 1950-х годах. Многие фаговые гены сейчас находятся в области микробной „тёмной материи“ — мы просто не знаем их функций, и это ограничивает возможности использования фагов в медицине и биотехнологиях», — говорит он.
«Эта новая разработка — большой скачок в том, как быстро мы можем понять биологию фагов и затем применять эти знания, чтобы фаги работали эффективнее и помогали достигать поставленных целей».
Исследователи применили инсерционное секвенирование транспозонов — метод, в котором мобильный участок ДНК проникает в ген и нарушает его работу — в сочетании с селекцией на основе системы CRISPR/анти-CRISPR, чтобы отбирать мутировавшие фаги. Это позволяло им выявлять, какие гены необходимы для выживания фага, а какие — нет.
«Когда мы это установили, подумали, что сможем расширить технику и даже использовать её для добавления генов непосредственно в геномы фагов. По сути, мы обнаружили, что транспозон можно «нагружать» дополнительными генами, а не только нашим белком анти-CRISPR. Мы добавили флуоресцентный маркер, но тот же подход можно применять, например, для внесения дополнительных антизащитных генов, чтобы улучшить терапевтический потенциал фагов», — объясняют авторы.
Доктор Мануэла Фукс, соавтор исследования, работает в Университете Отаго.
Старший автор доктор Лия Смит отмечает, что метод позволяет автоматически вставлять гены в фаговый геном, не нарушая при этом его функции.
«Это систематический, широко применимый и экономически эффективный способ не только изучать функции генов, но и быстро собирать фаговые геномы», — говорит она.
«Это открывает новые возможности для фундаментальных исследований и для будущих терапевтических разработок».
В качестве практического примера исследователи указывают на биоплёнки — структуры бактерий, которые вызывают трудно поддающиеся лечению инфекции на протезах и медицинских устройствах.
«С помощью этой технологии мы могли бы быстро «нагружать» фаги дополнительными средствами, блокирующими бактериальные защитные механизмы, чтобы фаги легче уничтожали патогены», — добавляет доктор Смит.
