Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nauki przyrodnicze

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Kiedy wirus atakuje bakterię

Kiedy wirus atakuje bakterię

Bakteriofagi – albo po prostu fagi – to wirusy, które zarażają bakterie. Ich strategie infekcji są bardzo różnorodne, od umiejętnego ukrywania się w bakteriach jako „pasożyty”, co zwiększa szanse na przetrwanie ewolucyjne, do zabijania komórek bakteryjnych. Dr Rafał Mostowy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ właśnie zaczyna projekt skupiający się na badaniu pierwszego etapu infekcji bakterii przez fagi.

Zarówno bakterie, jak i fagi od miliardów lat uczestniczą w nieustannym wyścigu ewolucyjnym. Z tego też względu obie strony wynalazły bardzo wyszukane mechanizmy molekularne w celu przechytrzenia się nawzajem. Nasze zrozumienie tych mechanizmów jest jednak dalej stosunkowo skromne. Wynika to z tego, że fagi są najbardziej różnorodnym genetycznie bytem biologicznym na naszej planecie. Na Ziemi jest także więcej fagów, niż gwiazd w naszej galaktyce a w szczypcie gleby jest ich więcej, niż ludzi w Tokyo – mieście z największą populacją na ziemi. Dlatego lepsze zrozumienie biologii fagów jest obecnie ogromnym wyzwaniem naukowym.

Dlaczego biologia fagów powinna nas obchodzić? Bo od miliardów lat fagi uczą się zabijać bakterie. Już ponad 100 lat temu odkryto ten fakt i próbowano nawet rozpowszechnić wykorzystanie fagów do leczenia infekcji bakteryjnych. Pomysł ten jednak nie udał się i dzisiaj wiemy, że to właśnie ze względu na złożoność biologii i szeregu mechanizmów molekularnych, które bakterie i fagi posiadają ale których dobrze nie rozumiemy. Dzisiaj jednak pomysł ten staje się z powrotem popularny z uwagi na coraz większy problem z lekoopornością antybiotykową i malejącym arsenałem działających leków antybakteryjnych. Dotychczasowe badania nad fagami pomogły nam też na przykład odkryć system edycji genetycznej CRISPR-Cas, za który w zeszłym roku przyznana została nagroda Nobla z Medycyny. Pokazuje to, że badania nad mechanizmami interakcji bakterii z fagami mogą mieć ogromny wpływ na biologię i medycynę.

Projekt doktora Rafała Mostowego z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ, który został nagrodzony w tegorocznej edycji Sonaty Bis, skupia się na badaniu pierwszego etapu infekcji bakterii przez faga – oddziaływania między białkami w tzw. ogonkach fagowych oraz cukrami bakteryjnymi na ich powierzchni (zob. rysunek). Zarówno ogonki fagowe jak i cukry bakteryjne są bardzo różnorodne i ich mechanizm interakcji działa trochę na zasadzie klucza i zamka – odpowiedni enzym faga jest potrzebny, żeby rozpoznać odpowiedni cukier. Jeżeli uda nam się lepiej zrozumieć specyficzność tych interakcji, będziemy krok bliżej do przewidzenia na podstawie samej fagowej sekwencji genetycznej, który wirus rozpoznaje którą bakterię. To pomoże nam lepiej zrozumieć złożoność fagoterapii i przewidzieć jej skutki. Analiza na dużą skalę enzymów przeciwcukrowych pomoże również odkryć nowe klasy leków antybakteryjnych (tzw. "enzybiotyków"), które można potencjalnie wykorzystać do usuwania cukrów ze zjadliwych bakterii, dzięki czemu staną się bardziej widoczne dla naszego układu odpornościowego.

 

 

Badania zostaną zrealizowane przy współpracy z laboratorium Prof. Zuzanny Drulis-Kawy na Uniwersytecie Wrocławskim. Pięcioletni projekt otrzymał dofinansowanie w wysokości 3 748 699 PLN, z czego Uniwersytet Jagielloński otrzyma ok. połowę tej kwoty.

Polecamy również
Zrozumieć dzikie pszczoły – zespół pierwiastków napędzany energią
Zrozumieć dzikie pszczoły – zespół pierwiastków napędzany energią
Pszczoły na diecie? [wideo]
Pszczoły na diecie? [wideo]
„Super-cząsteczki” do walki z białaczką
„Super-cząsteczki” do walki z białaczką
Czy zabraknie wody na marnowanie żywności?
Czy zabraknie wody na marnowanie żywności?