يُبلغ باحثو جامعة بن ستيت عن دفاع بكتيري يعيد استخدام الحمض النووي الفيروسي الكامن: إنزيم ريكومبيناز يُدعى PinQ يقلب مقطعًا من الجينوم لإنتاج بروتينات واقية تمنع العدوى، وهو عمل وُصف في Nucleic Acids Research.
لطالما اشتبه العلماء في أن الفيروسات "الأحفورية" المضمنة في الجينومات البكتيرية يمكن أن تؤثر في كيفية صد الميكروبات للغزاة الجدد. يفصل الآن فريق بقيادة جامعة بن ستيت كيفية عمل أحد هذه الأنظمة وكيف يمكن أن يُفيد في تطوير مضادات فيروسات مستقبلية. (psu.edu)
- ما وجدته الدراسة فحص الفريق البرُوفاجات السرية —فيروسات قديمة وغير نشطة متداخلة في الحمض النووي البكتيري— وحدد دفاعًا في Escherichia coli يُفعّله إنزيم PinQ. عندما يلوح هجوم الفاج في الأفق، يقلب PinQ مقطعًا يبلغ 1,797 زوج قواعد في برُوفاج سري منفصل، مما يولد بروتينات كيميرية تمنع فاج T2 من الالتصاق بسطح الخلية، وهو الخطوة الأولى الحاسمة للعدوى. يحدد الورقة المراجعة من قبل الأقران StfE2 كالمثبط الرئيسي (مع مساهمة StfP2) ويرسم كيف تتداخل هذه البروتينات مع لاصق T2، Gp38، عند مستقبلات الغشاء الخارجي OmpF وFadL. (academic.oup.com)
"تفشل المضادات الحيوية، والبديل الأكثر احتمالًا هو الفيروسات نفسها"، قال توماس ك. وود، أستاذ هندسة كيميائية في جامعة بن ستيت، الذي قاد البحث، مضيفًا أن فهم الدفاعات البكتيرية ضد الفاج أمر أساسي قبل استخدام الفاج العلاجي على نطاق واسع. (psu.edu)
كيف اختبروها
في اختبارات المختبر، أنتج الباحثون البروتينات المشتقة من الانعكاس بكميات زائدة في E. coli وتحدّوا البكتيريا بـT2. أشارت قياسات التعكر إلى انخفاض نشاط الفاج، وفي تجارب التطور التوجيهي على مدى ثمانية ممرات، هرب T2 بشكل أساسي عبر طفرات في gp38، متسقًا مع آلية منع الامتزاز. دعم النمذجة الحاسوبية كيف يمكن لـStfE2 تعطيل تفاعلات Gp38 مع OmpF وFadL، متطابقًا مع البيانات التجريبية. (psu.edu)لماذا يهم
على الرغم من أن الريكومبينازات لاحظت بالقرب من مواقع الدفاع البكتيري، يُبلغ المؤلفون عن هذا كأول إظهار لأن ريكومبيناز يفعّل مباشرة الدفاع ضد الفاج عن طريق قلب الحمض النووي لإنتاج بروتينات مضادة للفيروسات. خارج البيولوجيا الأساسية، يمكن أن يُفيد العمل في بدائل قائمة على الفاج لاستخدامات بعض المضادات الحيوية ويساعد في تحسين عمليات التخمير الصناعي مثل الزبادي والجبن. (psu.edu)النشر، المؤلفون، والدعم
الدراسة، "Adsorption of phage T2 is inhibited due to inversion of cryptic prophage DNA by the serine recombinase PinQ،" نُشرت في Nucleic Acids Research (المجلد 53، العدد 19؛ DOI: 10.1093/nar/gkaf1041). المؤلفون يشملون Joy Kirigo؛ Daniel Huelgas‑Méndez؛ Rodolfo García‑Contreras؛ María Tomás؛ Michael J Benedik؛ وThomas K. Wood. جاء التمويل من منحة التكنولوجيا الحيوية، الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك، وأمانة العلوم والإنسانيات والتكنولوجيا والابتكار. (academic.oup.com)ما التالي
وفقًا لجامعة بن ستيت، يخطط الفريق لاستكشاف الإمكانيات المضادة للفيروسات عبر ثمانية برُوفاجات إضافية قيد الدراسة في المختبر الآن. (psu.edu)
