QuillHub
QuillHub

Лекция о бактериофагах, бактериальных иммунных системах и фаготерапии

32:461 спикер
32:28
длительность
9
главы
8
Идеи
8
Термины
бактериофагииммунные системыантииммунитетфаготерапияэволюция микробов

Основные идеи

8
  • За последние годы обнаружено множество (ок. 150) новых бактериальных иммунных систем, предсказанных биоинформатикой и частично подтверждённых молекулярной биологией.
  • Интерпретация данных сильно зависит от текущего научного тренда: теперь непроницаемость бактерии для фага часто объясняется иммунными системами.
  • Бактерии обычно несут несколько (в среднем 5–6) разных иммунных систем, работающих совместно.
  • Фаги эволюционируют, включая приобретение антииммунных белков и даже кодирование иммунных компонент внутри своих геномов.
  • Профаги (спящие фаги) могут защищать хозяина, кодируя иммунные функции и влияя на свойства бактерий (подвижность, маскировка от иммунитета хозяина).

Важные моменты

7
  • Исторический факт: бактериофаги были известны и использовались до антибиотиков (фаготерапия).
  • CRISPR-Cas — наиболее известная бактериальная иммунная система; её изучение привело к Нобелевской премии и применению в редактировании генома.
  • Биоинформатический подход 'guilt by association' позволил предсказать сотни новых иммунных генов по их соседству в геномах.
  • Несколько групп одновременно публикуют исследования по одной системе (пример: система ГАБИ/ГАБИЕ), что иллюстрирует конкурентность и синхронность открытий.
  • Фаги могут кодировать белки-губки, тРНК и другие компоненты, которые вмешиваются в бактериальные сигнальные и иммунные пути.

Термины

8
бактериофаг — вирус, инфицирующий бактерии; размножается, внедряя генетический материал в бактериальную клетку.
фаготерапия — терапевтическое применение бактериофагов для борьбы с бактериальными инфекциями.
CRISPR-Cas — адаптивная иммунная система бактерий, распознающая и рассекающая чужую ДНК; широко использована в геномном редактировании.
антииммунный белок — фаговый белок, который подавляет или обходят бактериальные иммунные механизмы.
абортивная иммунная система — иммунный механизм, ведущий к самоуничтожению инфицированной клетки для защиты популяции (альтруизм на популяционном уровне).

Основное содержание

9 глав · 32:28
0:05

1. Введение: бактериофаги и новые иммунные системы

Спикер A0:05

Светлана Белухина, аспирантка и стажер-исследователь Центра молекулярной и клеточной биологии Сколтеха, автор статьи в престижном международном научном журнале Nature. Давайте ее поприветствуем.

Спасибо большое за представление. Меня зовут Света, я работаю в лаборатории, которая сейчас занимается как раз таки бактериальными системами, особенно новыми, и, собственно, бактериофагами, реальными иммунными системами. И мы с вами сегодня поговорим, что изменилось в нашем представлении о том, как бактериофаги и бактерии живут друг с другом в последнее время.

Так, скажите мне, пожалуйста, на какой из этих картинок бактериофаг, а на какой из них вирус наш? Справа бактериофаг, а слева что? Всем известный коронавирус. Я думаю, что всех эта картинка достала за последние годы, но, видимо, уже даже стала забываться, что хорошо. Хорошо.

На самом деле, бактериофаги, они вот такой вот смешной формы. Они бывают довольно разные. Их очень любят... У нас есть лазерная указка? Да, относительно. Их очень любят красиво фотографировать, потому что они все очень миленькие. Если вы знаете, как выглядит бактериофаг, знаете ли вы, что раньше бактериофаги вообще были очень популярны до антибиотиков, и ими даже лечили? Кто-нибудь слышал о такой штуке, как фаготерапия? Здорово.

Так вот, действительно, бактериофагов открыли раньше, чем антибиотики, и так как бактериофаги убивают бактерии, ими какое-то время лечили. До того, как антибиотики взяли всю популярность, это же легче, их очень легко стандартизовать. Один антибиотик, мы знаем, что это такое. А фаги – это живое всё-таки, их было сложно очень каким-то стандартом подвергать, поэтому как-то их популярность снизилась. Так как у нас биотикорезистентность, все про неё знают, вспомнили о том, что вообще-то у нас есть фаги, может быть, нам стоит как-то вспомнить о том, почему же их использовали.

Но мы с вами начнём с того, как размножается фаг. Фаги, бактериофаги, они размножаются примерно так же, как и наши вирусы, то есть сначала они впрыскивают свою ДНК в клетку. Бактерия потом нарабатывает там белки, которые необходимы, и выходит из клетки, её лизируя. Клетка при этом умирает. Что делают бактерии, чтобы не умереть? Это очевидно, они делают то же самое, что и мы. Они приобретают иммунные системы, чтобы бороться с бактериофагами.

Какие иммунные системы бактерий вы знаете? Вдруг вы очень просвещенные и слышали про самую популярную иммунную систему бактерий? Крисперказ – это самая хайповая иммунная система бактерий. Её открыли довольно давно. Как иммунная система, она была описана в 2005 году, но части этой иммунной системы были описаны в 80-х годах, то есть очень-очень рано, но только потом люди осознали, что это иммунная система. И только потом, в 20-м году, уже была Нобелевская премия за то, что эту иммунную систему можно использовать для редактирования геномов.

И вот до 2015 года все думали, что, блин, вот у бактерий есть иммунная система, классная, да, есть даже CRISPR-Cas, Нобелевку скоро до него дадут. Но интерес к ним был не очень сильный. Но потом, в 2021 году, открыли целых 150 новых иммунных систем. И что нам с этим всем делать теперь? Они все оказались новыми, никто про них не знал. Все думали, что в бактериях есть какие-то странные гены, они половины себе не аналитированы, что они вообще значат? Оказалось, что все это иммунные системы.

4:26

2. Именование открытий и гонка публикаций

Спикер A4:26

Главный вопрос, когда открывается куча всего нового, целых 150 штук, учёным нужно это называть? Какое ваше предложение, как можно называть что-то открытое в биологии? Все, наверное, знают вот эти вот знаменитые истории, что кто-то открыл нового жука и назвал его как-нибудь очень-очень смешное, но на манер латыни. Как ещё в биологии можно что-то называть? По порядку. 150 штук – это, конечно, с первого по 150-й. Но традиционно в биологии можно что-то называть, например, аббревиатурами. Желательно, чтобы эта аббревиатура складывалась в какое-то слово.

Сейчас нужно будет потренироваться. Вот есть такая иммунная система. Она состоит из нескольких частей, и её назвали аббревиаторой с первых букв. Да, её назвали SPART. Отлично. Дальше. Да. Да, Париж. Открыта была в Париже, поэтому так уж вот сложилось, что и буквы сложились в слово, и отлично.

Но учёные, как бы они в такие игры долго не играют, и хотелось бы как-то побыстрее этим всем заниматься. Можете ли вы предложить какое-то, например, собрание имён или названий, которое включало бы очень много этих имён и названий, чтобы можно было в честь них называть иммунные системы, например? Библейские тексты или покемоны? Разброс нормальный. Но покемоны могут быть там с правами. Проблема. На библейские тексты вроде бы не особо есть права. Это очень близко. У нас всегда есть боги. В библейских текстах не сильно много богов, а здесь целое разнообразие.

Конечно же, в первую очередь обратились к египетским богам, к греческим богам, но потом уже пошли и славянские боги, и кто только там уже не присутствует. Если вы привыкли к такому изображению богов, сейчас биологи, по крайней мере те, которые занимаются иммунными системами, видят это примерно вот так. Это всю структуру белков, которые были решены. И для каждого это такое большое событие, что очень здорово, по крайней мере, было в начале исследований, что это очень здорово, что наконец-то решена структура. Мы видим белок, можем про него много что сказать.

Я вам забыла сказать, что на самом деле учёные открыли не 150 иммунных систем. Не то чтобы они их открыли, а биоинформатики сделали биоинформатический анализ и предсказали, что они существуют. И попросили молекулярных биологов проверить, что же они там нам предсказывали. Все молекулярные биологи очень счастливые такие: "Блин, класс, нам теперь работать лет на 10, спасибо".

И самое ужасное в этом, что, конечно же, когда ты смотришь на такой объём работы, хочется же как-то вот побыстрее, наверное, публиковаться там, хотя бы знать, что точно что-то получится. Поэтому все начали с того, что более-менее понятно. И стали выходить, как бы, такие замечательные статьи. Это четыре статьи про одну и ту же иммунную систему, которая называется ГАБИ или ГАБИЕ. И, как мы видим, если посмотреть на даты публикации, то они все довольно близкие. То есть это 1923 год, 1923 год осень, либо 1924 год весна-зима.

Получается, что несколько групп из нескольких стран одновременно занимались одним и тем же. И это довольно обидное такое событие, но когда область очень быстро развивается и все хотят что-нибудь быстрее открыть, тем более все это абсолютно новое, такое случается. Как вы думаете, если посмотреть на даты, кто победил условно? Потому что первый, кто опубликовался, самый классный. Если посмотреть на даты, это, наверное, получается, что октябрь 2023 года. Но это дата публикации. На самом деле ситуация обстоит примерно вот так вот: опубликована-то статья в октябре 23-го года, а подана была в июне.

Та, которая была в ноябре, на самом деле подана в мае. И даже те, которые объявлены на 24-м году и, казалось бы, типа опоздали, на самом деле они были поданы примерно в этот же момент. То есть, если проследить, то с момента того, как ученые подают, коллектив подает статью в журнал, до того момента, как она публикуется, может пройти как полгода, так и год. И это довольно обидно, когда ты работаешь над чем-то, особенно в конкурентной области, и тебя не публикуют, потому что процесс занимает, там, ревью должно пройти, твою статью должны подтвердить, что она действительно хорошая, пока её публикуют.

9:46

3. Стратегии взаимодействия бактерий и фагов

Спикер A9:46

И такая ситуация сейчас с очень многим. То есть несколько групп занимаются одной и той же иммунной системой, и они смотрят на её устройство с разных сторон. Бывает так, что несколько статей выходят с похожими данными, а иногда эти похожие данные учёные интерпретируют на свой лад. Если интересно, как это может ещё работать в хорошей такой научной среде, обычно на самом деле группы знают, кто чем занимается, примерно хотя бы, и можно договориться.

То есть можно написать конкурирующей группе, что если у вас готова статья примерно одновременно, то вы можете одновременно подаваться, чтобы никому не было как бы обидно, чтобы вы примерно в один период подались. И журналы тоже к этому нормально относятся. Поэтому, несмотря на то, что сейчас тема иммунных систем очень-очень-очень популярна, очень многие группы им занимаются. Стараются поддерживать дружелюбную среду, чтобы не было такого, что кто-то подал статью, а ты работал над этим два года, и тебя не предупредили. Как бы обидно.

Что ещё изменилось благодаря вот этим всем новым иммунным системам, открытым? Вообще очень многое, потому что бактериофагов изучают с 80-х годов. И обычно, например, если мы смотрим на какие-то данные, допустим, мы берем штамм бактерий красненький из пациента 1, а из другой больницы мы можем взять штамм бактерий такой же, ну, допустим, голубенький, условно. И оказывается, что один и тот же факт заражает красный штамм, но не заражает голубой.

И такие исследования проводили как раз в 2010-х годах, потому что у них там была куча штаммов, куча фагов, куча всего, и они как раз могли делать скрининги. И обычно, если читать статьи до 2000-х годов, мы видим примерно те же наблюдения, которые мы видим и сейчас. То есть фаги всё те же, штаммы примерно всё те же. И мы видим, что эти люди делали свою работу очень тщательно. Им было очень тяжело по сравнению с нами. Но они приходили к примерно вот таким выводам: если фаг не заражает бактерию, наверное, фагу чего-то не хватает. Наверное, просто эта бактерия не может поддерживать размножение этого фага. Вот такая вот непутёвая бактерия.

И такой непутёвый факт, что-то ему всё время нужно. Сейчас у нас очень иммуноцентричное восприятие. Наоборот, сейчас, если мы видим, что, вау, какую-то бактерию не заражает факт, ну, 100%, там иммунная система, и 100% нам срочно нужно это изучить, раз никто этого не видел, это что-то новенькое.

Поэтому очень интересно наблюдать, что одна и та же тематика, которая длится уже очень-очень долго, в зависимости от того, что сейчас популярно, она очень по-разному влияет на то, как ты интерпретируешь свои данные. Ну, а у нас лекция про кошки-мышки. Мы поговорили про иммунные системы.

Что у нас происходит с фагами? Если мы представим покемона в виде бактерии, и эта бактерия встречает бактериофага, то у неё всегда есть выбор. Либо она умрёт, то есть фаг размножится и анализирует, либо она сможет приобрести какую-то иммунную систему и убить этого бактериофага. Кажется, всё логично.

Что они вообще ссорятся между собой? Но с другой стороны, если бактериофаг встретит бактерию с иммунной системой, он окажется примерно в такой же ситуации. Он либо может умереть от этой иммунной системы, ну, то есть не размножиться, либо приобрести антииммунный белок. По сути, защититься от этого иммунитета.

13:52

4. Антииммунные белки и абортивные иммунные системы

Спикер A13:52

Мы знаем, что вирусы постоянно эволюционируют. Вот они приобретают антииммунные белки. Это шаг первый. Потому что на самом деле бактерии с иммунной системой, встречая бактериофага с антииммунным белком, она уже знает, что её могут победить.

И что же делать, если её иммунной системы не хватает? Мы всегда можем новую иммунную систему себе приобрести, которая будет реагировать на антииммунный белок. То есть мы уже реагируем не на то, что у нас есть просто фаг, мы уже реагируем на то, этот факт будет ингибировать нашу иммунную систему.

Следующий шаг. Если у нас такая иммунная система есть, то вообще-то, по логике, так как есть антииммунный белок, и белок уже наработался в клетке, то, скорее всего, война-то уже проиграна. Что уже ничего с этим нельзя сделать, потому что фаг уже наработал себе белки, уже он начинает собираться, и уже ничего вас на самом деле не спасёт, потому что если он начал размножаться, он уже не остановится.

И такая иммунная система, которая распознаёт вот эту вот ситуацию антииммунности, чаще всего бывает абортивной. Что значит абортивная иммунная система? Это альтруистичный такой признак, которого у нас с вами быть не может, по сути. Такая иммунная система убивает саму клетку, чтобы не достаться никому.

Если у вас размножается фаг, чтобы не заразить популяцию и чтобы не убить ваших соседей, приходится убивать себя. Такой вот признак. В результате это просто защищает популяцию. Если, например, есть смешанная популяция, где есть такие наивные, милые бактерии, может быть, даже совсем без иммунной системы, но среди них есть альтруистичные бактерии с абортивной иммунной системой, то они, по сути, защитят всю популяцию, потому что если они примут на себя удар фага и убьют себя, то все остальные не будут подвержены инфекции.

Казалось бы, идеальная защита. Это просто великолепно. Убить себя. Но, к сожалению, бактериофаг может встретить такую иммунную систему, и у него тоже возникнет выбор. Что делать? Умереть вместе с клеткой или сделать что-то еще.

Что бы вы предложили бактериофагу в таком случае? Так. Да. Да. Нет. Он внутри, да, они плавают как мешочки, просто наполненные несобранными вирусами. Так. Нет, давайте вопросы после лекции. Хорошо. Ну, а предположения? Дискуссии тоже после лекции. Хорошо. Хорошо.

На самом деле, логичный выбор фага будет спасти клетку, чтобы её уничтожить. Такое вот однокровное довольное. Но ему это выгодно, почему бы и нет. Он действительно спасает клетку на время, он спасает те процессы, которые ему нужны. В частности, обычно это синтез белка. Больше он ничего не спасает в бактерии. Ему больше ничего и не нужно.

17:37

5. Происхождение иммунных систем: островки генов и роль профагов

Спикер A17:37

И просто выходит из неё, и всё с ним нормально. В результате у нас получаются примерно вот такие кошки-мышки. Чтобы кто ни делал, из бактерий или бактериофагов всегда находится какая-то новая иммунная система, новый антииммунный белок, может быть, что-нибудь ещё, может быть, мы приобретём способности спасать клетки, может быть, мы можем каким-то образом обманывать.

Всё это очень интересно, мы не знаем, что будет дальше, пока мы не нашли следующий пункт, что же сделает бактерия. Единственное, что мы знаем, что может сделать бактерия, она может накапливать и накапливать в себе иммунные системы. В среднем в бактериях находятся около 5-6 иммунных систем с разной специфичностью, с разным успехом.

И вот меня недавно спросили, а что круче, наша иммунная система или иммунная система бактерий? Вот сколько у нас иммунных систем? У нас одна. А у них целых 5-6. И они, видимо, так счастливо живут.

Плюс, интересно вообще-то, откуда берутся эти иммунные системы? Бактерии же их не просто так придумывают, они же не могут просто сесть и такие-то... Сегодня вот этот вот белок выбираем. Одной информатике нам предсказали 150 новых. Сказали, проверяйте. Но вопрос, как же они это предсказывали? Они же не просто тыкали на неизвестные гены, такие, ну, наверное, иммунная система.

Нет, на самом деле они пользуются такой концепцией, как guilt by association. Это значит, что виновен так, как ассоциирован, собственно. И если мы посмотрим на какой-то такой кластер генов, стрелочками здесь обозначены гены, то некоторые из них мы можем знать, что они участвуют в иммунитете. Или, например, они просто токсичные. И мы знаем, что, например, красненькие, они токсично участвуют в иммунитете. И они все собираются в какую-то кучку. Логично предположить, что если в кучке есть очень много виновных, то все, кто не виновен в этой кучке, скорее всего, тоже виновен.

Поэтому биоинформатики просто выравнивают последовательности, смотрят на геномы и смотрят, что если в каком-то месте как-то очень много каких-то подозрительных, уже известных иммунных генов, есть очень большая вероятность, что все соседние тоже выполняют функцию иммунности. Что же они нам все собрались, вопрос. Вот они все виноваты и все как бы собрались вместе. На самом деле такие островки — это тоже вирусы.

И тут мы подходим к такой концепции, что не все вирусы просто агрессивно убивают своих хозяев и пользуются ими. Некоторые живут гораздо более умную жизнь. Они спят, бактерии, они заражают её, встраиваются в геном и просто спят. Потому что если бактерия живёт хорошо, то вообще-то вирусу не сильно выгодно её убивать. Она же размножается. Она передаёт генетический материал потомству. И, в принципе, если он будет в этом генетическом материале, он точно так же будет передаваться. Просто спит, пока не станет плохо.

И вот когда бактерии становятся плохо, пора выходить. Пора как бы предавать своего хозяина и убивать бактерию. Такие спящие фаги играют как бы за бактерий, на стороне бактерий, потому что они хотят в ней жить, и более того, они очень хотят, чтобы плохих условий не наступило. В частности, они не хотят, чтобы другие фаги пришли и убили их хозяина. Поэтому некоторым вирусам, которые вот так вот спят в бактерии, очень выгодно кодировать внутри себя иммунные системы. То есть получается, что бактерия не сама по себе вот такая вот придумала, что давайте защищаться от фагов. На самом деле фаги придумали защищаться от фагов. А бактерия просто такой, не знаю, фон сливается со стеной.

21:46

6. Конкуренция бактериофагов внутри клетки

Спикер A21:46

Но бывает такое, что если бактериофаг спит внутри клетки с иммунной системой, внешние фаги тоже как бы не сильно дураки, они могут приходить с антииммунным белком уже, и тогда эти фаги будут сидеть вместе. Вот они вместе заточены в своей бактерии. И вопрос начинает стоять только, когда начинаются плохие условия, кто из них первый выйдет. И тут уже у бактериофагов есть очень много способов контролировать друг друга внутри бактерии, чтобы мешать друг другу выходить. Это мы немножко потом коснемся.

И в результате у нас получается вот такая вот цепочка. Мы-то думали, что они все как бы линейно движутся в этой гонке эволюции, и все они как бы бегут друг за другом, как в пищевой цепочке пятого класса. Ну, на самом деле нет, на самом деле все они борются за одни и те же ресурсы и борются внутри этих ресурсов. И непонятно пока, кто выигрывает, потому что в принципе они все существуют, так что выигрывают все.

22:55

7. Новые открытия о бактериофагах: структуры и антииммунные стратегии

Спикер A22:55

Что мы узнали вообще о бактериофагах за последнее время? Потому что стало супер модно изучать бактериофагов. Казалось бы, кто самый продвинутый живой организм? Наверное, кому-то хотелось бы думать, что это мы. Кому-то хотелось бы думать, что это бактерии, потому что их же много, и они везде. Но бактериофагов больше, чем бактерий. Как вы видите, они довольно много в их жизни контролируют.

И что мы новенького узнали? Такие весёлые приколы бактериофагов. Что они умеют, кроме того, чтобы кодировать иммунную систему и антимунные белки? Они умеют воровать друг другу ноги, например. Потому что бактериофаг состоит из головы и хвоста. Ну, ног. И за специфичность к хозяину отвечают как раз-таки ноги. Или хвост. И вообще поменять хозяина довольно сложно. Это нужно перекодировать целый хвост, плюс нужно с собой нести гены этого хвоста.

Почему бы нам, например, не украсть эти ноги? Спать внутри бактерии, а когда приходит новый бактериофаг, просто украсть его ноги. Вдруг у него будет шире специфичность хозяев, и ты выйдешь с целым новым миром того, что ты можешь заразить кучу новых бактерий. Отличная стратегия. Некоторые бактериофаги даже достигли того, что они выходят чисто как голова и просто надеются, что где-то в среде встретят недособранные ноги, что кто-то плохо собрался, какая-то бактерия уже лопнула.

И вот если они встретят в среде ноги, они соберутся и приобретут совершенно новые свойства. Ещё бактериофаги помогают бактериям не только иммунными системами. Например, они помогают бактериям маскироваться. Для нас это, кстати, важно. Например, бактериофаги внутри бактерий могут кодировать белки в плагеллы, то есть вот этот вот хвостик, который позволяет бактериям передвигаться.

И обычная бактерия без профага, она кодирует свой белок, она спокойно плавает с какой-то своей определенной скоростью. И вот к ней приходит бактериофаг, и он как бы сменяет ей хвостик.

И если посмотреть на такие исследования, в чём же разница между бактериями с профагом и без профага внутри? Оказывается, что бактерии с профагом быстрее плавают. Они расползаются по чашке и вообще более подвижные. Но что для нас важно, оказывается, что наш иммунитет, который очень хорош в распознавании вот этих вот хвостиков бактерий, потому что они довольно консервативные, и типа многие бактерии они есть, и иммунитет наш хорошо на них реагирует.

Оказывается, что... о вот на белки, которые кодируются профагами, наш иммунитет не так хорошо реагирует, и оказывается, что если внутри бактерии сидит профаг, то наш иммунитет может и не заметить такую бактерию. Про фангу это выгодно, потому что бактерия не умрёт от нашего иммунитета. То есть фанги, они как бы играют ещё и против нас, а не только против бактерий.

Ну и вообще, если посмотреть на геномы бактериофагов, раньше казалось, что там очень много тоже не аннотированных генов, непонятно, чем они занимаются. Но вот мы теперь знаем, что они кодируют антииммунные белки, это мы уже поняли. Иммунные белки тоже кодируют. Могут кодировать кодирующие РНК и некодирующие РНК, функции которых ещё неизвестны.

В принципе, если мы раньше думали, что CRISPR-Cas — это такая классная система бактерий иммунных, и это адаптивный иммунитет бактерий, вообще великолепно. Оказывается, что вирусы могут украсть части этой системы себе в геном и контролировать криспросистему внутри бактерий. То есть они кодируют ещё и украденные части иммунных систем, чтобы бороться с настоящими.

Они кодируют ТРНК, что вообще является одной из частей синтеза белка, что обычно такого не бывает. Кодируют разные другие ингибиторы, такие забавные штуки, как белки-губки, которые собирают на себя сигнальные молекулы. То есть бактерия пытается сигнализировать, что ей очень плохо, то нужно срочно активировать какие-то иммунные системы. А бактериофаг кодирует такой белок-губку, который на себя собирает все эти сигнальные молекулы, и бактерия никак не слышит, что ей плохо.

27:43

8. Фаги в микробиоме и эволюционные наблюдения в природе

Спикер A27:43

Причём на самом деле бактериофаги очень классные. И если вы думали, что благодаря популяризации микробиома, что микробиом контролирует нас как людей, вот микробиом контролирует бактериофаги ещё. Поэтому они, возможно, важнее.

И один из таких примеров, которые можно увидеть в реальной жизни, сейчас, так как стали популярны эти исследования, собираются коллекции и сэмплы бактерий и бактериофагов по всему миру, чтобы собрать вот такую вот эволюционную картину. Потому что в пробирке всё очень радостно, что мы просто убавляем бактериофага, просто убавляем бактерии, все друг друга там убивают, и мы констатируем битву. В реальности, конечно же, это происходит не так. И всё это очень нелинейно.

Например, это из статьи про реку Винди, в которой часто, ну не часто, они постоянно там живут, бактерии, вызывающие холеру. И у этих бактерий, вызывающих холеру, есть, конечно же, свои бактериофаги. И вот если мы посмотрим, пожалуйста. Если мы проследим за обычными бактериями без спящего фага внутри, желтенькие такие кружочки, то мы видим, что чем больше кружочек, тем больше популяции.

Вот мы видим, что в 2021 году популяция таких наивных бактерий начала снижаться. С чем это связано? Если посмотрим на светло-розовые кружочки, это связано, скорее всего, с тем, что внешний фаг приобрел какой-то антииммунный белок, и вот он пожирает этих бактерий. Бактерий становится меньше.

Что же делает бактерия? Бактерии приобретают спящего фага. Это вот наши зелененькие кружочки. И мы видим, так как они стали, видимо, устойчивы к внешнему фагу, то они размножились. Для нас это чревато вспышкой холеры, к сожалению. Как бы мы не были против таких спящих фагов, и как бы мы с ними не боролись, с ними гораздо быстрее борются внешние фаги.

Тот же внешний фаг просто... может быть, он дублировал этот ген, может быть, он перепрофилировал какой-то свой белок на антииммунный. И вот он уже может справляться с такими голубыми бактериями. И их популяция к концу 1922 года снова падает. Мы, конечно же, все успели заболеть холерой, но вот они нас заразили, а потом умерли.

И вот мы смотрим, вот так вот мы можем смотреть, таким образом, отбирая разные популяции бактерий и бактериофагов, как у них продвигается эволюция. Конечно, здесь все эти кружочки не совсем красиво совпадают. Это в том числе потому, что, естественно, популяция абсолютно негомогенна, и мы можем отбирать успешных или неуспешных бактерий, может быть, каких-то мы не отбираем, но в жизни оно примерно так и выглядит.

31:00

9. Гипотеза Красной королевы и перспективы фаготерапии

Спикер A31:00

И в заключении я могу сказать, что вся эта война, она как бы может быть описана так называемой гипотезой красной королевы. То есть если вы хотите оставаться на одном и том же месте, то есть просто существовать друг с другом, вам нужно бежать как можно скорее. А если вы вообще хотите куда-то попасть, то нужно делать это ещё быстрее.

И сейчас, на волне популярности того, что у нас есть иммунные системы, есть бактериофагия, снова всплыла тема про паготерапию. Пока для людей просто доказано, что они абсолютно безопасны и что никакого вреда они нам не приносят, и проводятся клинические испытания. Но на самом деле от бактерий страдают не только люди, от них страдают очень многие растения или животные.

Но, например, растения лечить очень безопасно, и сейчас это пытаются делать, потому что если у вас, не знаю, гниёт картошка из-за какой-то бактерии, то можно обработать этот склад бактериофагами, и тогда, возможно, у вас ваш урожай не пропадёт.

И сейчас фаготерапия, она как бы развивается в нескольких направлениях. Но мы всегда знаем, что все они бегут со всех ног, и всё равно это всегда не навсегда. Точно так же, как и антибиотики. Просто нужно с умом изучать это и подбирать.

Всем спасибо за внимание.