Микробиологи ФИЦ Биотехнологии РАН вместе с зарубежными коллегами открыли новый бактериофаг
Бактерии рода Aeromonas – настоящая гроза рыбохозяйств, причина гибели их обитателей. Ученые предлагают использовать против патогена вирусы, способные уничтожать эти бактерии. Микробиологи ФИЦ Биотехнологии РАН вместе с зарубежными коллегами выделили потенциально подходящий для этого вирус, относящийся к неизвестному ранее роду, и изучили его геном. Статья с описанием нового бактериофага опубликована в F1000Research.
В большинстве развитых стран рыбу разводят в специальных аквахозяйствах. Но в искусственных водоемах из-за большой скученности молниеносно распространяются бактериальные инфекции. Одно из самых частых заболеваний рыб вызывают бактерии из рода Aeromonas. В тяжелых случаях аэромоноз уничтожает до 90% поголовья, и заводчикам приходится долго заниматься обеззараживанием садков перед тем, как начинать выращивать рыбу заново.
Штаммы вирусов-бактериофагов точно и избирательно действуют только на определенные бактерии, поэтому они считаются многообещающим биологическим средством против инфекций. Такой метод защиты, в отличие от использования антибиотиков, безопасен для окружающей среды, человека и животных.
Микробиологи ФИЦ Биотехнологии РАН с коллегами из Лестерского университета (Великобритания) впервые секвенировали и расшифровали геном одного из бактериофагов – естественного врага бактерий Aeromonas. В поисках разновидностей вирусов, которые подошли бы для этой цели, биологи брали пробы в российских водоемах. Одним из самых перспективных оказался штамм, выделенный в 2021 году из реки Норишка в Михайловском парке в Москве, который назвали Gekk3-15. Он оказался маленьким миовирусом с геномом длиной в 64 847 пар оснований.
Вирусологи прочитали и расшифровали его геном, а также изучили строение нового штамма под электронным микроскопом. В генах вируса были зашифрованы структурные белки, в том числе, необходимые для создания «хвоста» бактериофага. Он действует как шприц и способен сокращаться и вводить генетический материал вируса внутрь оболочки клетки-жертвы. Исследователи изучили гены, ответственные за метаболизм нового Gekk3-15, и доказали его способность разрушать бактериальные клетки, которые он заразил.
Вирусологи исследовали гены вируса с помощью баз данных геномных последовательностей, чтобы отыскать его ближайших «родственников» и определить его место на эволюционном древе. Поскольку процент сходства структурных белков у Gekk3-15 и родственного вируса Pseudomonas phage (штамм EPa61) варьировался от 38% до 63%, ученые заключили, что изученный вирус – представитель нового рода, а может быть, даже подсемейства.
Таким образом, в ходе исследования ученые открыли представителя нового таксона бактериофагов – фаг Gekk3-15, что расширяет представления о биологическом разнообразии вирусов бактерий.
Работа проводилась в рамках НЦМУ «Агротехнологии будущего», реализуемого при поддержке национального проекта «Наука и университеты».
Изображение: пресс-служба ФИЦ Биотехнологии РАН