Вирусы превращают клетки в разные типы вироклеток

Исследователи из Университета Огайо и Мичиганского университета изучают, как вирусные инфекции вызывают значительные метаболические изменения в морских микробах. Они называют заражённые микробные клетки вироклетками — термин, введённый в 2011 году, который отражает произошедшие в них метаболические изменения.

Вирусов в океане в 10 раз больше, чем микробов у поверхности, и в любой момент времени заражено от 20% до 40% микробов. Вирусы микробов могут оказывать значительное влияние на глобальные циклы питательных веществ, регулируемые их хозяевами. Однако мало что известно о том, как эти заражённые клетки, превращённые в вироклетки, влияют на взаимодействия внутри своих экосистем.

В исследовании, опубликованном в ISME Journal, учёные использовали экспериментальный подход с моделью морского бактериофага и хозяина, чтобы изучить взаимодействия вируса, хозяина и питательных веществ. Они сосредоточились на том, как заражённые вирусами микробы превращаются в вироклетки, которые метаболически и функционально отличаются от незаражённых клеток.

Команда заразила морскую бактерию Pseudoalteromonas двумя неродственными вирусами: сифовирусом PSA-HS2 и подовирусом PSA-HP1. Каждый вирус продемонстрировал разный подход к заражению и метаболическому перепрограммированию бактерии-хозяина, которая превратилась в два очень разных типа вироклеток — HS2-вироклетку и HP1-вироклетку соответственно — с соответствующими разными исходами инфекции.

• HS2-вироклетка (сифовирус) использовала стратегию «вирусного перехвата», перенаправляя ресурсы хозяина на производство вирусов, что в конечном итоге убивало клетку.
• HP1-вироклетка (подовирус) использовала стратегию «метаболического перепрограммирования», изменяя центральный углеродный и энергетический метаболизм бактерии, чтобы получать больше питательных веществ из окружающей среды.

Демонстрация того, что последствия заражения микробов и их влияние на экосистемы могут различаться, — это шаг к разработке более эффективных прогностических моделей экосистем. В дальнейшем исследователи планируют изучить, как доступность или недостаток питательных веществ влияет на вирусную инфекцию и метаболизм образующихся вироклеток, чтобы лучше моделировать, как инфекции происходят в естественных условиях.