Слияние микробов: исследование показывает, что условия с низким содержанием питательных веществ изменяют вирусную инфекцию

Важные новости

Слияние микробов : Исследование показывает, что условия с низким содержанием питательных веществ изменяют вирусную инфекцию» /></p>
<p> Графическое резюме: Кристина Ховард-Варона, создано с помощью Biorender </p>
<p>Вот что мы знаем: когда вирусы заражают бактерии — обычное явление в океанах, почвах и даже человеческие кишки — взаимодействие приводит к созданию совершенно новых организмов, называемых «вироклетками». Но ученые все еще изучают, как это слияние микробов влияет на их окружение.</p>
<p>Четыре года назад ученые сделали удивительное лабораторное открытие об океанских бактериях, инфицированных двумя разными вирусами: в результате инфекции образовались две совершенно разные вироклетки, функции которых полностью регулировались вирусными потребностями, а не их бактериальным происхождением.</p>
<p>«Таким образом, они действуют по-разному, даже несмотря на то, что это была одна и та же родительская клетка. Одна и та же сущность превратилась в две разные сущности из двух разных вирусов», — сказала Кристина Ховард-Варона, научный сотрудник микробиологии из Университета штата Огайо и первый автор исследования. «Это потрясающе, потому что вирусные инфекции случаются постоянно».</p>
<p>Открытие было сделано в экспериментальных условиях, которые считались лучшими для наблюдения ранее неизвестного явления, которое включало высокий уровень питательного фосфата в воде. Ховард-Варона и его коллеги повторили эту работу в новом исследовании в условиях с низким содержанием фосфатов, более похожих на природный мир, где некоторые участки океана испытывают нехватку питательных веществ.</p>
<p>Они обнаружили, что эти реальные условия оказало огромное влияние на то, как вирусная инфекция влияет на бактерии-хозяева — настолько сильно, что два типа инфицированных клеток представлены в статье в виде диаграммы Венна, чтобы показать функции и характеристики, которые они разделяют по отдельности или в комбинации в результате их низкой -питательная среда.</p>
<p>Исследование было недавно опубликовано в <i>The ISME Journal</i>.</p>
<p>Суть новых результатов заключается не только в том, как две вироклетки ведут себя индивидуально в зоне океана с низким содержанием фосфатов, но и в том, какое влияние оказывает окружающая среда на обычное явление заражения бактерий вирусами.</p>
<p >«Когда вы истощаете только одно питательное вещество, это оказывает радикальное воздействие — оно меняет картину инфекции, хотя это те же самые клетки и те же вирусы, что и в предыдущем исследовании», — сказал Ховард-Варона.</p>
<p>«Так что же произойдет, если мы будем голодать еще больше или истощим другое питательное вещество? Это говорит нам о том, что будет очень важно изучать клетки и вироклетки в питательных условиях, которые более похожи на те, с которыми они встречаются в природе».</p>
<p>Исследование имеет потенциал для улучшения крупномасштабного моделирования океанских микробных систем, в которых на сегодняшний день, как правило, отсутствует компонент вироцелл, — сказал Мэтью Салливан, со-старший автор обоих исследований и профессор микробиологии в штате Огайо.</р> <р>«Если мы хотим предсказать, какой вклад организмы вносят в геохимию океана, нам нужно знать, как взаимодействуют клеточные популяции, как они получают питательные вещества из окружающей среды и как это меняет состав органического вещества, из которого состоят клетки – и как все вместе способствует климату. изменения и реакцию океанов на изменение климата», — сказал Салливан, также профессор гражданской, экологической и геодезической инженерии и директор-основатель Центра микробиомных наук штата Огайо.</p>
<p>«То же самое относится и к моделированию микробов в почвах, в которых нет богатой питательными веществами среды и где мы очень мало знаем о вироклетках и о том, как они способствуют здоровью корней и сельскохозяйственных культур».</p>
<p> < p>В новом исследовании исследователи обнаружили, что два заражающих вируса действительно обладают достаточным контролем над функциями, которые доминировали в двух полученных вироклетках.</p>
<p>Вирусы, называемые фагами, были выбраны из-за их совершенно разных качеств: один геномно очень похож на бактерии-хозяева, поэтому он сосредоточился на переработке существующих ресурсов, а другой, менее похожий фаг, должен был работать усерднее, чтобы генерировать ресурсы. В обоих случаях цель состоит в том, чтобы получить доступ к энергии и максимизировать создание вирусных копий и, в конечном итоге, убить хозяина.</p>
<p>«Но эти различия сужаются в среде с низким содержанием фосфатов, поэтому они менее важны – предполагая, что окружающая среда может оказывать более сильное влияние на поведение вироклеток, чем заражающие вирусы», — сказал Ховард-Варона.</p>
<p>А затем были действия, общие для обеих вироклеток в ответ на голодание: активация общеклеточной реакции на стресс, получение энергии за счет метаболизма жиров, а не углеводов, и уменьшение количества органических веществ, которые они потребляют из окружающей среды.</p>
<p> < р>«Каждая клетка в мире нуждается в фосфате для производства ДНК и энергии, поэтому без него нет ни жизни, ни функций, ни метаболизма», — сказал Ховард-Варона. «И мы показали, что в этих условиях вироклетки имеют общие черты. Они чувствуют ограничение питательных веществ и ведут себя более похоже, чем когда они росли в среде, богатой питательными веществами».</p>
<p>»Окружающая среда очень важен для вирусных инфекций— и поэтому вы можете себе представить, что это справедливо для любой среды обитания».</p>
<p>Исследователи будут применять многое из того, что они узнали из морской среды, для изучения почвенных вироклеток.< /p> </p>
<p>Соавторами являются Азриэль Кронгауз, Натали Солоненко, Ахмед Заид и Субхадип Пол из штата Огайо, соавтор Морган Линдбек и состарший автор Мелисса Дюэйм из Мичиганского университета Джейн Фудима и Малак Тфайли из Мичиганского университета; Университет Аризоны Уильям Андреопулос и Тихана Главина дель Рио из Министерства энергетики и Хизер Олсон, Янг-Мо Ким, Дженнифер Кайл и Джошуа Адкинс из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.</p>
<p> <strong>Дополнительная информация:</strong> Кристина Ховард-Варона и др., Метаболическое перепрограммирование вироклеток, зависящее от окружающей среды, <i>Журнал ISME</i> (2024). DOI: 10.1093/ismejo/wrae055 </p>
<p><strong>Информация журнала:</strong> Журнал ISME </p>
<p> Предоставлено Университетом штата Огайо </p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости