Přicházejí bakteriožrouti: Megafágy zaplňují mezeru mezi viry a bakteriemi  
Lovci sekvencí otevřeli vrata do bizarního světa fágů a vytáhli na světlo doposud nevídaná monstra. V rozmanitých ekosystémech planety, od nemocničního pokoje až po exkrementy paviánů, našli stovky doposud neznámých megafágů. Největší z nich má genom 15krát větší než průměrný fág, jsou vybavení krisprovými zbraněmi a mají geny pro komponenty ribozómů!
Fágy napadající bakterie megasféru. Megafág A9 vlevo nahoře, červeně. Kredit: Jill Banfield lab / UC Berkeley.
Fágy napadající bakterii megasféru. Megafág A9 vlevo nahoře, červeně. Kredit: Jill Banfield lab / UC Berkeley.

Znovu a znovu se přesvědčujeme, že nás viry skutečně dovedou překvapit. Je to divoký svět, plný hrůzy a násilí na buněčné úrovni, v němž se pohybují podivuhodné organismy neorganismy, které se vesele vzpěčují našim učebnicovým škatulkám. Virologové se v těchto dnech blýskli objevem mnoha nových gigantických fágů, kterým můžeme směle říkat bakteriožrouti. Jsou to monstra, jejichž velikost dalece přesahuje běžné fágy, a která dovedou věci, co byste do virů nejspíš neřekli. Jejich výzkum právě vyšel v novém čísle Nature.

 

Jill Banfield. Kredit: DOE/JGI.
Jill Banfield. Kredit: DOE/JGI.

Jill Banfield z americké University of California – Berkeley a její spolupracovníci loví sekvence v nejrůznějších prostředích naší planety. A vážně to chce napnout představivost do krajnosti. Vytáhli sekvence DNA například ze střev nenarozených dětí a těhotných žen, paviánů, prasat, horkého pramene v Tibetu, bioreaktoru v Jihoafrické republice, nemocničních pokojů, oceánů, jezer, a také z hlubin pod zemským povrchem.

 

Mezi sekvencemi, které pocházejí z téměř 30 takových prostředí, vylovili celkem 351 různých gigantických fágů, tedy virů infikujících bakterie, jejichž genomy jsou více než 4krát větší, nežli průměrné genomy fágů, s nimiž vědci doposud přišli do styku. A je mezi nimi také pořádný moloch, megafág s genomem o velikosti 735 tisíc bází. To je doposud největší fág, jakého jsme kdy objevili. Jeho genom je oproti průměrným fágům asi 15krát větší. Potkat ho v noci v temné uličce, měli byste strach.

Fágy jsou pro bakterie více než důstojnými protivníky. Kredit: Adenosine / Wikimedia Commons.
Fágy jsou pro bakterie více než důstojnými protivníky. Kredit: Adenosine / Wikimedia Commons.

 

Tyhle megafágy nejen napadají a nepochybně i úspěšně likvidují rozmanité bakterie. Mnoho z nich má k dispozici sofistikované ničivé zbraně, které jim pomáhají ve zkázonosném díle. Mají například modifikovaný CRISPR, což je původně bakteriální systém protivirové obrany. Megafágy si ho upravily tak, že když zaútočí na bakterii, tak do ní napumpují komponenty tohoto CRISPRu, především různé varianty Cas proteinů. Podle všeho proto, aby bakterii nasměrovaly na boj proti jiným fágům. Je to tedy zbraň proti konkurenci, která je skvělá do nelítostných virových bitev, co tiše zuří kolem nás, v každé kapce vody a na každém zrnku písku.

 

Jeden z objevených megafágů má ve svém zbrojním arzenálu protein Cas phi, což je vlastně analog proteinu Cas9, tedy součásti populárního genetického editoru CRISPR/Cas9. Banfieldová a spol. si toho samozřejmě všimli a upozorňují, že bychom u megavirů mohli nalézt spoustu zajímavých nástrojů pro molekulární laboratoře. Zatím se ukazuje, že megafágy jsou plné genů, o nichž netušíme, co jsou zač. Takže s nimi bude spousta legrace. Zábavu zaručují i jejich jména, která odkazují na výrazy pro „velký“ v jazycích spoluautorů studie. Máme tu mahafágy, kabirfágy, dakhmfágy, jabbarfágy, kyodafágy, biggiefágy, whopperfágy, judafágy, enormefágy a kaempefágy.

 

Zároveň se ukázalo, že megafágy mají i geny, které známe velmi dobře. Jenom ne u virů. Je v nich celá řada genů pro transferové tRNA a jejich doprovodné proteiny a také geny, které obsahují kusy ribozomu. To je samozřejmě neslýchané. Proto badatelé mluví o tom, že megafágy vlastně svým způsobem zapadají do mezery mezi světem buněk a světem virů. Viry totiž obvykle žádné ribozomy nemají, je to výbava buněk. Aby tohoto nebylo málo, některé megafágy mají exotické alternativní genetické kódy. Jak říká Banfieldová, tohle nejsou strašidla z nějakého ojedinělého ekosystému. Megafágy jsou všude kolem nás. A zatím o nich prakticky nic nevíme.

 

Video: Jill Banfield on JGI's Role in Characterizing Rifle Subsurface Microbes

 

Literatura

University of California – Berkeley 12. 2. 2020, Nature online 12. 2. 2020.

Datum: 14.02.2020
Tisk článku

Související články:

Fágoví piráti zrekvírovali imunitní komplex cholery     Autor: Stanislav Mihulka (01.03.2013)
Bakteriofág se vyzbrojil jedem černé vdovy     Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2016)
Nově objevené viry jsou lstiví zabijáci bakterií     Autor: Stanislav Mihulka (27.01.2018)



Diskuze:

Biologická válka

Tomáš Novák,2020-02-14 16:45:21

...bylo by možné využít to vojensky?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace