Разбираем мир микробиологии по кусочкам
Гамбит бактериофага
Теория игр – это стратегии, которые учитывают и предугадывают действия других игроков. Если этот термин вам знаком, то вы, вероятно, слышали о самом известном примере. Меррилл Флад и Мелвин Дрешер разработали «Дилемму заключенного», в которой подчеркивается, что ни чрезмерное сотрудничество, ни конкуренция не являются благоприятными в данном сценарии. Теория игр достаточно широко распространена, и ее можно найти в социальных, экономических и компьютерных науках.
Теория игр прекрасно применима к поведению бактериофагов (вирусов, которые охотятся только за бактериями), что и было продемонстрировано в статье, опубликованной Aframian, Bendori и их коллег. Лямбда (λ)-бактериофаги, атакующие бактерии Bacillus subtilis, проходят два этапа. Литическая стадия, когда вновь реплицированные бактериофаги прорываются через B. subtilis, готовые заразить другой набор бактерий, является его «активным» состоянием. И наоборот, бактериофаги могут находиться в спящем или лизогенном состоянии, когда вирус захватывает геномный механизм B. subtilis, чтобы подготовиться к репликации, но в остальном не повреждает структурную целостность хозяина.
Находки авторов подчеркивают, что λ-бактериофаги определяют в какое состояние входить, используя пептиды arbitrium, продуцируемые бактериофагами в системе коммуникации малых молекул. Авторы смогли выявить компоненты модели, используя различные штаммы с нокаутом генов сигнального пути.
Они наблюдали интересное явление. Когда бактериофаги инфицировали B. subtilis и переходили в лизогенное состояние, они активировали aimP, что приводило к постоянному потоку пептида abitrium в окружающую среду. При достаточно высокой концентрации aimP, другие бактериофаги подавляли активацию литической стадии, даже если клетка имела поврежденное ДНК. Более того, бактериофаги были чрезвычайно чувствительны к концентрации аimР.
Почему λ-бактериофаги не расщепляли клетку, которая вот-вот должна была быть уничтожена? По мнению авторов в этом виновата слишком жесткая конкуренция. Бактерии имеют тенденцию группироваться в плотные сообщества. Если бы все бактериофаги перешли в литическое состояние, у них не было бы возможности заразить новых потенциальных хозяев.
Бактериофаги, скорее, перестрахуются и позволят своим хозяевам выжить еще немного, пока их положение не наладится. Это необычный подход, поскольку вирусы не считаются живыми существами. Тем не менее, их генетические данные и последующие возможности позволяют им максимально эффективно использовать свое положение.
Перевод был сделан Марией Мартыновой
Изображение: Создано в BioRender.com
Дополнительные ресурсы:
https://www-nature-com.kuleuven.e-bronnen.be/articles/s41564-021-01008-5#Sec9
micro-bites.org 