Бактерии не смогли скрыться от вирусов даже в "черных курильщиках"

На бактериях, обитающих возле морских гидротермальных источников - "черных курильщиков", паразитируют вирусы, называемые фагами. До сих пор в микроорганизмах морских экосистем не удавалось обнаружить фагов. Авторы находки опубликовали свои результаты в журнале ISME.

Ученые исследовали морское дно в районе гидротермальных источников, которые находятся на глубине 2,5 километра в 800 километрах к западу от Коста Рики. Чтобы получить образцы для анализов, биологи использовали специально разработанное устройство, которое погружалось в грунт. Прибор отбирал и доставлял на поверхность образцы почвы и воды объемом до 120 литров. Ученые определили, какие последовательности ДНК содержатся в образцах. Им удалось обнаружить 258 фрагментов вирусной ДНК, их которых только четверть совпадала с ДНК известных вирусов.

Обнаруженные исследователями фаги, или бактериофаги, принадлежат к классу умеренных. То есть, они инфицируют клетку-хозяина, но не вызывают ее лизиса (разрушения) непосредственно после проникновения. ДНК фага встраивается в ДНК бактерии - в таком состоянии вирус называется профагом. Под воздействием определенных внешних факторов с ДНК вируса начинают экспрессироваться вирусные белки и в бактериальной клетке собираются вирусные частицы. "Готовые" фаги выходят из клетки, разрушая ее (происходит лизис).

Бактериофаги играют важную роль в эволюции бактериальных популяций. Когда вирусы копируют свою ДНК, чтобы собрать новые частицы, они могут случайно "захватить" часть генов хозяйской клетки. Заражая другие клетки, они передают им ДНК предыдущего хозяина. Таким образом фаги могут обеспечить распространение в популяции тех или иных генов.

Один из авторов работы, Эрик Уоммак из Университета Делавера в Ньюарке считает, что фаги могли "снабдить" бактерий, обитающих в экстремальных условиях гидротермальных источников, необходимыми для адаптации к необычной среде обитания генами. Чтобы обитать возле "черных курильщиков", микроорганизмам нужно быть устойчивыми к высоким температурам и "уметь" использовать для получения энергии серу (в воде, вырывающейся из-под земли в районе "черные курильщиков", содержится большое количество серы).

В ближайшее время Уоммак с коллегами намерены получить еще несколько образцов из "черных курильщиков" для определения последовательности их ДНК. Кроме того, ученые собираются "проверить" на наличие бактериофагов другие гидротермальные источники.