Учёные определили структуру малоизученного цианофага с высоким разрешением

Исследовательская группа из Гонконгского университета науки и технологий (HKUST) определила структуру с высоким разрешением малоизученного вируса — цианофага P-SCSP1u. Это улучшает понимание вирусной инфекции и может помочь в более точных прогнозах изменения климата. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Метод и ключевые результаты

  • С помощью метода криоэлектронной микроскопии одиночных частиц (cryo-EM) учёные получили изображения вируса в его нативной форме с почти атомарным разрешением.
  • Были изучены механизм сборки головки вируса и молекулярное взаимодействие в портально-хвостовом комплексе, который контролирует ДНК вируса.
  • В сравнении с известной структурой фага T7, исследование показало, как эти вирусы управляют своей ДНК.
  • Обнаружены два новых структурных элемента — клапан и ворота, — которые помогают вирусу контролировать ввод и вывод ДНК.

Значение цианофагов

Цианофаги — это вирусы, поражающие цианобактерии. Эти фотосинтезирующие бактерии играют ключевую роль в экосистемах Земли:

  • Влияние на углеродный цикл: В освещённых водах около 5% цианобактерий заражены фагами. Инфицированные бактерии превращаются в «фабрики» по производству вирусов.
  • Прекращение фиксации CO2: Вирусы могут останавливать способность бактерий использовать CO2, что приводит к ежегодной потере огромного количества углерода — больше, чем производят все коралловые рифы, марши и морские растения на Земле.
  • Прогноз климата: Поскольку цианофаги — основная причина гибели цианобактерий, изучение их инфекционного процесса важно для понимания регуляции популяций бактерий. Это критически для точной оценки глобального углеродного бюджета и прогнозирования изменения климата.

Практические перспективы

Понимание механизма заражения может в будущем помочь:

  • Использовать вирусы для контроля вредоносного цветения цианобактерий в пресной воде.
  • Решать проблемы в аквакультуре и обеспечении чистоты питьевой воды.

Будущие планы исследования

Часть фибриллярной структуры вируса осталась неразрешённой из-за её высокой гибкости, хотя она важна для распознавания и заражения хозяина. Команда планирует имитировать процесс заражения и определить серию структур, чтобы лучше понять весь процесс и выяснить структуру всей фибриллы.