Как опытный игрок в огромные и сложные миры, скрытые внутри наших тел, я совершенно очарован последними открытиями, касающимися фагосомы и ее обитателей — бактериофагов. Проведя бесчисленные часы в виртуальных мирах, полных жизни, я не могу не провести параллели между этими микроскопическими организмами и неигровыми персонажами, населяющими мои любимые видеоигры.
Общеизвестно о микробиоме — огромном множестве бактерий и мельчайших организмов, обитающих в нашей пищеварительной системе. Интересно, что эти бактерии несут свой собственный набор вирусов, которые находятся внутри них и рядом с ними, оказывая существенное влияние не только на них, но и на нас.
Знакомьтесь, фагосома.
В пищеварительном тракте человека могут существовать миллиарды, а возможно, даже триллионы вирусов, называемых бактериофагами, которые среди друзей часто называют «фагами». По сути, это «пожиратели бактерий». Исследование этих фагов, известное как фагомика, быстро продвигается вперед, отмечает Брек Дюркоп, бактериолог из Медицинской школы Аншуца Университета Колорадо. Ученым сложно понять их огромное разнообразие. Считается, что если бы медицинские работники могли использовать или направлять соответствующие фаги, они потенциально могли бы улучшить здоровье человека.
Пол Боллики, специалист по инфекционным заболеваниям и исследователь из Стэнфордского медицинского университета, отмечает, что будут как полезные, так и вредные типы фагов. Однако на данный момент точно неизвестно, сколько фагов находится в кишечнике; по некоторым оценкам, на каждую бактериальную клетку приходится один или даже меньше. Кроме того, существуют бактерии, которые несут фаговые гены, но не производят активно вирусы. Вместо этого эти бактерии просто живут своей жизнью, используя фаговую ДНК как часть своей генетической структуры.
Многие фаги остаются неоткрытыми и неопознанными; ученые называют их «скрытым компонентом» или «тайной» фагосомы. Важным направлением текущих исследований фагов является идентификация этих вирусов и их бактериальных хозяев. В базе данных кишечных фагов в настоящее время содержится более 140 000 фагов, но это число, вероятно, недостаточно отражает фактическое разнообразие. Как отмечает микробиолог Колин Хилл из Университетского колледжа Корка в Ирландии: «Их разнообразие просто поразительно».
Ученые находят фаги, анализируя генетические последовательности, полученные из образцов человеческих фекалий. Именно здесь исследователи обнаружили наиболее распространенную группу кишечных фагов, названную crAssphage. (Выкиньте свои мысли из сточной канавы — они были названы в честь метода «крест-сборка», который извлек их гены из генетической мешанины.) В недавнем исследовании В ходе исследования Хилл и его коллеги подробно описали форму лампочки для crAssphages, с 20-гранным телом и ножкой для инъекции ДНК в бактерии-хозяева.
Как геймер, я не могу не задуматься о том, играют ли крассфаги роль в нашем благополучии. Учитывая, что они нацелены на один из наиболее распространенных видов кишечных бактерий, Bacteroides, я не удивлюсь, если они действительно окажут воздействие. Другие распространенные группы бактерий, которые также заражают Bacteroides, такие как кишечный фаг Bacteroides (губафаг) и ловефаг (богатый вирусными генетическими элементами), не менее интригуют.
Фагеомы широко варьируются от человека к человеку. Они также меняются в зависимости от возраста, пола, диеты и образа жизни, как описали Хилл и его коллеги в Ежегодном обзоре микробиологии за 2023 год.
Фаги, атакующие бактерии, когда-то считались врагами. Однако более детальное понимание предполагает, что их отношения — это не бой, а скорее танец, в котором они действуют как партнеры. (Холм)
Фаги могут успешно переносить гены бактериям. Во время производства фага внутри инфицированной бактерии определенные бактериальные гены могут иногда включаться в белковую оболочку фага вместе с его собственным генетическим материалом. По словам Дюркопа, позже, когда он заражает другого хозяина, эти непреднамеренно взятые гены могут высвободиться, что потенциально дает такие преимущества, как устойчивость к антибиотикам или способность расщеплять новое вещество.
По словам Хилла, фаги постоянно бросают вызов бактериальным популяциям, словно неустанные преследователи. В частности, у бактерий, известных как Bacteroides, на их внешнем слое можно обнаружить до дюжины различных покрытий на основе сахара. Каждое покрытие предлагает уникальные преимущества, например, позволяет избежать воздействия на иммунную систему или заселить определенные участки пищеварительного тракта. Однако при наличии круАсфагов Bacteroides необходимо часто менять свою оболочку, чтобы уклоняться от фагов, распознающих определенные оболочки. Следовательно, в любой момент времени существует разнообразный спектр Bacteroides с разными типами шерсти, что позволяет всей популяции адаптироваться к различным средам или преодолевать новые проблемы.
Фаги играют решающую роль в поддержании баланса внутри бактериальных популяций, действуя как естественные хищники, подобные волкам среди оленей в лесной экосистеме. Точно так же, как леса полагаются на волков, чтобы сохранить свою популяцию здоровой, кишечник зависит от фагов. Когда эти отношения хищник-жертва нарушаются, это может привести к проблемам со здоровьем. Ученые отметили изменения в фагосомах, связанные с воспалительным синдромом кишечника (СРК), заболеванием раздраженного кишечника и колоректальным раком — часто вирусная экосистема у человека, страдающего СРК, демонстрирует уменьшенное разнообразие.
Люди стремятся восстановить баланс кишечных бактерий с помощью диеты или, в тяжелых медицинских случаях, с помощью трансплантации фекалий. Однако Хилл предполагает, что сосредоточение внимания на фагах может предложить более точный метод. В качестве иллюстрации исследователи исследуют конкретные фаги, которые можно использовать в терапевтических целях для заражения бактерий, ответственных за язвы.
Цените бесчисленные фаги, которые поддерживают баланс экологической системы вашего кишечника. По словам Хилла, если бы их не было, определенные типы бактерий могли бы быстро стать доминирующими, что могло бы вызвать проблемы с перевариванием пищи и повысить восприимчивость к скоплению газов и вздутию живота.
Дикая и удивительная фагосома — партнер по танцам как для бактерий, так и для людей.
Как человек, который учится на протяжении всей жизни и ценит высококачественный, основанный на фактических данных контент, я настоятельно рекомендую заглянуть в журнал Knowable Magazine. Это независимое издание, связанное с Annual Reviews, постоянно публикует интересные и информативные статьи, посвященные различным научным темам. Их уникальный подход к журналистике сделал их для меня незаменимым источником, когда я хочу расширить свои знания по определенному предмету. Если вы хотите быть в курсе последних событий в области науки и техники, я предлагаю подписаться на их информационный бюллетень, чтобы получать уведомления о новых статьях. Вы не будете разочарованы!
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Бен Аффлек не смог оторваться от Дженнифер Лопес во время бранча на выходных? Пикантные подробности ЗДЕСЬ
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Отношения Донни и Тери закончились по-другому в удаленной сцене «Олененка»
- Фотографии первого взгляда «Эмили в Париже» 4 сезона намекают на Рождество и дружеских бывших
- «Ваша честь» и 4 захватывающие драмы, которые стоит посмотреть на Netflix в июне 2024 года
- Это обновление Quest 3 дает гарнитуре Meta одну из лучших функций Apple Vision Pro
2024-08-18 17:58