Щоб не пускати до себе конкурентів, кишкові палички використовують відразу двох бактеріофагів, щоб впізнавати і вбивати чужинців.
Бактерії живуть у складних спільнотах, іноді дружа один з одним, іноді ворогуючи. Але щоб дружити або ворогувати, потрібно вміти відрізняти друзів від ворогів.
Дослідники з Університету штату Пенсільванія разом з колегами з Китайської академії наук спостерігали, як ростуть разом різні штами кишкової палички. Коли штами зустрічалися, між ними з'являлася демаркаційна лінія - межа, через яку вони не могли перейти і тому не змішувалися один з одним. Але якщо зустрічалися не різні штами, а різні клони одного штаму, то ніякої демаркаційної лінії не з'являлося, бактерії об'єднувалися в одну популяцію. Тобто, очевидно, у різних штамів був механізм, що дозволяє впізнавати своїх.
Щоб дізнатися, які гени за це відповідають, потрібно було порівняти поведінку кишкових паличок, у яких були відключені ті чи інші гени. Виявилося, що бактерії перестають відгороджуватися від чужих, якщо у них не синтезується білок, необхідний для розмноження деяких вірусів-бактеріофагів. Точно так само межі між штаммами не з'являлося, якщо у бактерій з геному зникали так звані профаги - шматки вірусної ДНК, яка вбудована в бактеріальну хромосому. Такий сплячий вірус ніяк не турбує бактерію - нових вірусних частинок у ній не з'являється. У той де час деякі вірусні білки клітина цілком може синтезувати для своїх цілей.
Один із сплячих вірусів, які допомагали бактеріям прокласти кордон між собою і сусідами, виявився фаг CPS-53 - якщо у бактерій був фаг CPS-53 і його білок під назвою YfdM, між групами мікробів виникала та сама демаркаційна лінія. Але що таке ця демаркаційна лінія? Це загиблі клітини. Вбити неприємних сусідів міг би вірус, але вірус CPS-53 спить. Виявляється, кишкові палички задіють ще одного фагу - SW1. Для розмноження він може використовувати той самий білок YfdM, який вихідно зовсім не його.
Бактерії, які вже мали справу з фагом SW1 і у яких є для нього білок YfdM, страждають від фагу меншою мірою - вірус заражає клітини, але, розмножуючись, він рідше їх вбиває. Але якщо SW1 зіткнеться з бактеріями, які з ним ще не стикалися і у яких немає YfdM, то для них все закінчиться погано - фаг буде розмножуватися надзвичайно агресивно і клітини будуть гинути.
Іншими словами, бактерії навчилися використовувати запчастини від сплячого вірусу разом з іншим, несплячим вірусом, щоб відмежовувати себе від сусідів, щоб не пускати їх на свої поживні ресурси. Сплячий фаг потрібен, щоб відрізнити своїх від чужих, а несплячий - щоб відокремити своїх від чужих. У статті в Cell Reports сказано, що для розрізнення своїх і чужих кишкові палички можуть використовувати й інші віруси. Можливо, цей механізм працює і в інших бактерій теж; і, можливо, його вдасться використовувати в медицині - наприклад, у тих випадках, коли потрібно налагодити обстановку в мікрофлорі, щоб заохотити своїх симбіонтів і вигнати чужинців-патогенів.
За матеріалами Phys.org.