Промикробы: Враг моего врага

Сегодня каждый третий интернет-пользователь является своего рода вирусологом — времена такие. Я же не собираюсь менять специализацию, но предлагаю обсудить место соприкосновения двух наук — микробиологии и вирусологии, — а именно бактериофаги. Думаю, многим из вас знаком корень «фаг», а это, в свою очередь, может привести вас к логичному, но ошибочному выводу, что все мы немного бактериофаги. Ну, а что — сыр и квашеную капусту едим, пивом или кефиром запиваем. Вот тебе и пожиратели бактерий.
⠀
Но нет, бактериофаги, или, для друзей, просто фаги — это вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. То есть не только нам вирусы житья не дают, но и бактериям. Чаще всего бактериофаги размножаются внутри бактерий и вызывают их лизис (растворение). Как правило, бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала одноцепочечной или двуцепочечной нуклеиновой кислоты (ДНК или, реже, РНК). Бактериофаги представляют собой наиболее многочисленную, широко распространенную в биосфере и, предположительно, наиболее эволюционно древнюю группу вирусов.
⠀
Бактериофаги различаются по химической структуре, типу нуклеиновой кислоты, морфологии и характеру взаимодействия с бактериями. По размеру бактериальные вирусы в сотни и тысячи раз меньше микробных клеток. Хотя, казалось бы, куда уж меньше. Типичная фаговая частица состоит из головки и хвоста. Длина хвоста обычно в 2–4 раза больше диаметра головки. В головке содержится генетический материал — одноцепочечная или двуцепочечная РНК или ДНК с ферментом транскриптазой в неактивном состоянии, окруженная белковой или липопротеиновой оболочкой — капсидом. Нуклеиновая кислота и капсид вместе составляют нуклеокапсид. Бактериофаги могут иметь икосаэдральный капсид, собранный из множества копий одного или двух специфичных белков. Хвост, или отросток, представляет собой белковую трубку — продолжение белковой оболочки головки, в основании хвоста имеется АТФаза, которая регенерирует энергию для инъекции генетического материала. Описание звучит запутанно, но вы наверняка видели схему строения бактериофага, так очень любят изображать любые вирусы: большая голова на паучьих ножках — то ли пришелец, то ли его средство передвижения.
⠀
Фаги, как и все вирусы, являются абсолютными внутриклеточными паразитами. Хотя они содержат всю информацию для запуска собственной репродукции в соответствующем хозяине, у них нет механизмов для выработки энергии и рибосом для синтеза белка. Процесс взаимодействия бактериофага с клеткой складывается из нескольких стадий: адсорбции бактериофага на клетке, проникновения в клетку, биосинтеза компонентов фага и их сборки, выхода бактериофагов из клетки.
⠀
Бактериофаги оказались очень полезными ребятами. Во-первых, они очень быстро, просто и эффективно переносят генетическую информацию, что смогли взять на вооружение ученые. Во-вторых, они тупо умеют убивать микробиков. Таким образом, одной из областей использования бактериофагов является антибактериальная терапия, альтернативная приему антибиотиков. Например, применяются стрептококковый, стафилококковый, клебсиеллёзный (красавица клебсиелла на фото), дизентерийный поливалентный бактериофаги, пиобактериофаг, коли, протейный и колипротейный и другие. В России зарегистрировано и применяется 13 медицинских препаратов на основе фагов. В настоящее время их применяют для лечения бактериальных инфекций, которые не чувствительны к традиционному лечению антибиотиками. Так что всё верно: враг моего врага — мой друг.