Исследователи из Массачусетского технологического института заинтересовались, что происходит, когда фаги заражают цианобактерии из рода Prochlorococcus. Дело в том, что такие микроорганизмы нередко живут в местах, бедных фосфором. Между тем для быстрого воспроизводства вирусной ДНК необходимо довольно много этого вещества.

 

Оказывается, цианофаг в ходе эволюции научился чувствовать стресс бактерии, испытывающей фосфорный голод. В таком случае активируется особая группа генов (pstS и phoA), попадающих в клетку с вирусом. Эти гены отвечают за синтез связывающих фосфор белков. Они помогают клетке интенсивнее усваивать данный элемент из окружающей среды.

 

Очень похожие гены есть и у самих Prochlorococcus, говорят экспериментаторы. Причём их работу регулирует специальная двухкомпонентная система. Она реагирует на изменения в окружающей среде, позволяя клетке создавать больше или меньше белков, когда это необходимо.

 

Однако предельные возможности бактерии по быстрому синтезу веществ устраивают вирус далеко не всегда. У него, образно говоря, сроки горят. Потому-то он и предлагает руку помощи.

 

Биологи выяснили, что те гены фага, о которых идёт речь, прекрасно управляются той же самой регулирующей системой клетки-хозяина. Гены эти используют те же самые регуляторные белки, что и сходные гены в самой клетке.

 

В результате такого обмана со стороны вируса заражённая клетка может наработать намного больше фосфора, чем свободная. Но никакого преимущества для себя жертва не получает. Дополнительный фосфор идёт на репликацию ДНК вируса. И через 10 часов после заражения цианобактерия гибнет, выпуская на волю кучу новых вирусных частиц.

 

Авторы работы напоминают, что существует две популяции Prochlorococcus — в Атлантике и Тихом океане. Они отличаются лишь приспособленностью к нехватке фосфора (в Атлантическом океане его меньше). Это небольшое отличие в генах, по всей видимости, возникло в результате приспособления к окружающей среде.

 

Теперь же получается, что цианофаг некогда позаимствовал у бактерий-хозяев гены, кодирующие «фосфорные» белки, а теперь включает их гены в работу, если вирусу для размножения не хватает данного элемента.

 

Биологи говорят, что открытие представляет собой первый пример регулирования литических генов фага в зависимости от наличия питательных веществ, доступных клетке. И это же, мол, первый случай использования вирусом сложного компонента регуляторной машины микроба для наращивания темпа собственного воспроизводства.

 

Находка указывает на тесную коэволюцию фагов и океанских цианобактерий, происходившую на фоне изменений во внешней среде, заключают учёные.

 

Источник: