Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Virus samarbeider for å overvinne immunforsvar av bakterier

Anonim

Viruspartikler som infiserer bakterier kan samarbeide for å overvinne antivirale forsvarsmidler, viser ny forskning.

annonse


Slike virus er kjent som fag, og undersøkelsen viser hvordan partikler av en enkelt type virus kan angripe i bølger - først svekker bakterieforsvaret og dræper bakteriene.

Resultatene er et viktig gjennombrudd som vil bidra til å forbedre fagterapi, som brukes til å behandle livstruende bakterielle infeksjoner.

Bakterier har forsvarssystemer som CRISPR-Cas for å beskytte seg mot virus som smitter dem.

Som et våpenløp motvirker fager dette forsvaret for å følge med med bakteriene og har utstyrt seg med molekyler betegnet "anti-CRISPR."

Universitetet i Exeter-studien viser at enkeltviruspartikler ikke kan fullstendig motvirke CRISPR-Cas på egenhånd - men hvis det er nok partikler til stede, gir "teamarbeid" dem muligheten til å overvinne den og opprette en infeksjon i bakteriepopulasjonen.

"Et høyt nok antall virale partikler kan tippe et angrep i deres favør, " sa første forfatter Dr Mariann Landsberger, for miljø- og bærekraftsinstituttet på University of Exeter's Penryn Campus i Cornwall.

"Det ser ut til at en streik mot bakterier med et virusnummer under dette" tipping point "fører til utryddelse av faginntrengerne.

"I motsetning tillater en viral mengde som overstiger" tipping point "fagerene å overta bakteriene sammen, enten ved samtidig eller sekvensielt infisering av en gitt bakterie.

"En forklaring på det observerte" tipping point "er at to virus som begge har anti-CRISPR-molekyler, samtidig angriper den samme bakterien, og kombinerer dermed krefter for å inaktivere CRISPR-Cas-forsvaret.

"Dette scenariet er mer sannsynlig ved svært høye antall virus, hvor sannsynligheten er høyere at to fag smitter den samme bakterien samtidig."

Forskerne fant at, gitt et stort nok antall virus tilstede i miljøet, resulterte "sekvensielle infeksjoner" av bakterier i etableringen av en epidemi i en bakteriepopulasjon.

Denne prosessen involverer et første virus som invaderer en bakterie, som delvis svekker det bakterielle immunsystemet med dets anti-CRISPR-molekyler ved å blokkere noen av dagens CRISPR-Cas-forsvarsmekanismer, men unnlater å riktig infisere cellen og til slutt bli ødelagt av de gjenværende aktive CRISPR -Cas systemer.

Et annet virus kan da overvinne disse resterende CRISPR-Cas-forsvarene med sine anti-CRISPR-molekyler og infiserer og dræper bakterien vellykket.

Seniorforfatter Dr Stineke van Houte sa: "Dette arbeidet viser at fagene kan samarbeide for å deaktivere bakterielle immunsystemer, og dette har viktige implikasjoner for bruk av fag til behandling av humane infeksjoner, da dosen av fag som brukes kan avgjøre om fagen er kunne drepe bakteriene.

"Mer generelt foreslår det at virus kan fungere sammen på uventede måter der de kan forårsake plutselig utbrudd av sykdom når antallet overskrider kritiske terskler."

Forskningen ble utført av University of Exeter mikrobiologer i samarbeid med teoretikere fra Universitetet i Montpellier.

Den ble finansiert av Wellcome Trust, NERC, BBSRC og EUs Horizon 2020-program.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Exeter . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Mariann Landsberger, Sylvain Gandon, Sean Meaden, Clare Rollie, Anne Chevallereau, Hélène Chabas, Angus Buckling, Edze R. Westra, Stineke van Houte. Anti-CRISPR-fager samarbeider for å overvinne CRISPR-Cas-immunitet . Cell, 2018; DOI: 10, 1016 / j.cell.2018.05.058