Когда вирусы заражают клетку, они используют ее как фабрику для самовоспроизведения. «Они используют бактерии для производства новых вирусных белков», — говорит профессор микробиологии доктор Николь Франкенберг-Динкель из Кайзерслаутерна. «Это создает новые вирусы, которые собираются в клетке-хозяине». Бактериофаги также несут в своей ДНК так называемые вспомогательные метаболические гены. «Они отвечают за производство различных белков. Похоже, они дают вирусу преимущество, например, за счет стимуляции метаболизма клетки-хозяина», — добавляет профессор д-р Экхард Хофманн, возглавляющий группу кристаллографии белков в Рурском университете Бохума.
В этом исследовании исследователи сосредоточились на бактериофагах, заражающих сине-зеленые водоросли, также известные как цианобактерии. Их работа была сосредоточена на определенном белке, структуру которого они проанализировали более тщательно. «Наши результаты показывают, что он играет важную роль в сборке светособирающих комплексов в бактериях-хозяевах», — объясняет Франкенберг-Динкель. Эти комплексы позволяют микроорганизмам собирать энергию солнечного света.
Как и растения, они проводят фотосинтез — используя световую энергию для преобразования углекислого газа и воды в углеводы и кислород. «Эти светособирающие комплексы состоят из белков и цветных пигментов», — продолжает профессор Кайзерслаутерн. В случае сине-зеленых водорослей особенно важен пигмент розового цвета (фикоэритробилин).
Группа Франкенберга-Динкеля и Хофманна доказала, что вирусный белок (фикобилипротеинлиаза CpeT) связывает цветной пигмент. Более того, команда определила, что связь между вирусным белком и бактериальным пигментом невероятно стабильна. «Посмотрев под микроскоп, мы также увидели, что комплекс обладает высокой флуоресценцией», — заявляет Франкенберг-Динкель.Результаты исследования показывают, что вирусный белок стимулирует сборку светособирающих комплексов. «Это дает вирусу эволюционное преимущество», — говорит Франкенберг-Динкель. «Они обеспечивают высокий уровень фотосинтеза бактерий во время инфекции, а это означает, что для производства новых вирусов доступно достаточно энергии».
Этот механизм широко распространен среди вирусов, поражающих сине-зеленые водоросли. Однако дальнейшие исследования должны будут выяснить, почему геном вирусов содержит только некоторые вспомогательные метаболические гены. Бактериофаги — одни из самых распространенных биологических организмов на Земле.
Они не считаются живыми существами. Ученые открыли много новых бактериофагов за последние годы.
Их исследование даст важные ключи к разгадке их биологической функции.