Вирусы размножаются, заражая клетку-хозяина и размножаясь внутри. Это касается не только людей и животных, но и бактерий. Этот тип вируса называется бактериофагом. Они несут в своем геноме так называемые вспомогательные метаболические гены, отвечающие за выработку определенных белков, дающих вирусу преимущество. Исследователи из Университета Кайзерслаутерна и Рурского университета в Бохуме более тщательно проанализировали структуру такого белка. По-видимому, он стимулирует фотосинтез бактерий-хозяев. Исследование опубликовано в журнале The Journal of Biological Chemistry.
Когда вирусы заражают клетку, они используют ее как фабрику для размножения. «Они злоупотребляют бактериями, чтобы производить новые вирусные белки», - говорит профессор микробиологии доктор Николь Франкенберг-Динкель из Технического университета Кайзерслаутерна. «Это создает новые вирусы, которые собираются в клетке-хозяине». Бактериофаги также несут в своей ДНК так называемые вспомогательные метаболические гены. «Они отвечают за выработку различных белков. По-видимому, они дают вирусу преимущество, например, стимулируя метаболизм клетки-хозяина», - добавляет профессор доктор Экхард Хофманн, возглавляющий группу кристаллографии белков в Рурском университете в Бохуме.
В этом исследовании исследователи сосредоточились на бактериофагах, которые заражают сине-зеленые водоросли, также известные как цианобактерии. Их работа была сосредоточена на определенном белке, структуру которого они проанализировали более внимательно. «Наши результаты показывают, что он играет важную роль в сборке светособирающих комплексов у бактерий-хозяев», - объясняет Франкенберг-Динкель. Эти комплексы позволяют микроорганизмам собирать энергию солнечного света. Как и растения, они проводят фотосинтез, используя световую энергию для преобразования углекислого газа и воды в углеводы и кислород. «Эти светособирающие комплексы состоят из белков и цветных пигментов», - продолжает профессор Кайзерслаутерна. В случае сине-зеленых водорослей особенно важен пигмент розового цвета (фикоэритробилин).
Франкенберг-Динкель и команда Хофманна доказали, что вирусный белок («фикобилипротеинлиаза CpeT») связывает окрашенный пигмент. Более того, команда определила, что связь между вирусным белком и бактериальным пигментом невероятно стабильна. «Рассмотрев под микроскопом, мы также увидели, что комплекс сильно флуоресцентный», - утверждает Франкенберг-Динкель.
Результаты исследования показывают, что вирусный белок стимулирует сборку светособирающих комплексов. «Это дает вирусу эволюционное преимущество», - говорит Франкенберг-Динкель.«Они обеспечивают высокую скорость фотосинтеза бактерий во время заражения, а это означает, что имеется достаточно энергии для производства новых вирусов».
Этот механизм широко распространен среди вирусов, поражающих сине-зеленые водоросли. Однако дальнейшие исследования должны будут выяснить, почему геном вирусов содержит только некоторые вспомогательные метаболические гены. Бактериофаги являются одними из самых распространенных биологических организмов на Земле. Они не считаются живыми существами. За последние годы ученые открыли много новых бактериофагов. Их изучение даст важные сведения об их биологической функции.