Cum sărbătoriți Anul lui Phage? Chiar dacă nu ați auzit niciodată despre aceste virușii minuscule, care ucid bacteriile, le-ați întâlnit cu siguranță. Trilioane de bacteriofage sau fagi și viruși similari există pe planetă, iar în multe locuri chiar depășesc bacteriile locale.
Continut Asemanator
- Cheagurile de sânge, celulele hepatice și gripa pasăre sunt surprinzător de frumoase sub un microscop
Fazele sunt specializate în infectarea bacteriilor și schimbarea genelor, astfel încât să își poată folosi gazdele pentru a reproduce. În diferitele lor forme, fagii conduc în cele din urmă procesele biologice în interiorul corpului și în întreaga ecosistemă. Acum, la un secol de la descoperirea lor, încă mai sunt multe de învățat despre aceste creaturi minuscule și posibilitățile lor tentante - cum ar fi să proiectăm viruși phage proiectați care pot asasina chiar și cele mai rezistente infecții bacteriene.
Forest Rohwer, Universitatea de Stat din San Diego, co-autor al „ Life in Our Phage World”, explică de ce vrea ca lumea să marcheze 2015 ca Anul Fagului:
De ce sărbătorim fagii acum?
Au trecut 100 de ani de când am știut cu adevărat despre aceste lucruri. În funcție de exact cine doriți să spuneți primii fagii descoperiți, primul exemplu destul de concret a fost în 1915. [Bacteriologul britanic Frederick W. Tort este, în general, creditat cu descoperirea.] Și acum, după o încetinire reală a numărului de persoane din câmp, aș spune că a avut loc o reînviere în ultimii zece ani. Oamenii recunosc că aceste lucruri sunt actori majori în ecosisteme, diversificarea microbiană, schimbul de gene - peste tot. Deci, puteți să vă implicați cu adevărat și să contribuiți în acest domeniu și să descoperiți câteva lucruri noi, mari și importante. Din punct de vedere al unui biolog, asta este foarte distractiv.
Faptul că sunt atât de omniprezente este aproape un lucru neconcertant.
Există ca 10 milioane de fagi într-un singur mililitru de apă de mare și aproape 100 de milioane dintre ei într-un gram de sol. Ei sunt într-adevăr peste tot, în esență tot ceea ce vă puteți gândi și sunt incredibil de diverse. Dar sunt doar o parte a sistemului. Sunt total inofensive pentru noi, în majoritatea cazurilor. De fapt, probabil că ne ajută în cea mai mare parte.
Ce fel de lucruri fac?
Ei bine, o comparație de zombie este corectă pentru un singur comportament. Fazele intră și își fac ADN-ul să facă parte din ADN-ul bacteriilor și acest lucru face ca bacteriile să facă lucruri diferite decât ar fi avut altfel. Un mod bun de a gândi cum funcționează este de a imagina simbioza într-o gamă largă, de la agenți patogeni la mutualism. În orice astfel de sistem vă uitați, se pare că genele care efectuează adaptările locale sunt dobândite prin transfer. În intestinul uman, de exemplu, ai un anumit set de bacterii care trăiesc cu tine, dar ceea ce se întâmplă de-a lungul vieții este că acele bacterii vor dobândi gene [din fagii] care pot fi utile, dăunătoare sau neutre pentru gazda.
Deci această schimbare a ADN-ului poate avea o gamă uriașă de rezultate?
Dreapta. Aceasta este de fapt zona în care fagii pot fi uneori dăunători oamenilor, când genele care provoacă o boală sunt purtate de un fag. Deci, o mulțime de agenți patogeni există doar pentru că o bacterie care nu este în mod normal un agent patogen are gene diferite adăugate de un fag. Probabil cel mai cunoscut exemplu este holera, unde ei știu cu adevărat bine modul în care fagul provoacă acea boală. De asemenea, se întâmplă cu o mulțime de tulpini de E. coli care provoacă intoxicații alimentare.
Viața în lumea noastră de fag
A cumparaDar despre partea utilă?
Dacă vă uitați peste un recif de corali, aveți practic aceleași tipuri de bacterii asociate cu reciful. Dar apoi vedeți în diferite locuri, au fost dobândite diferite gene care permit bacteriilor să se adapteze condițiilor lor locale. Și în acest caz este un lucru bun, în ceea ce privește promovarea sănătății generale a recifului. Cealaltă parte este doar uciderea bacteriilor, deoarece acesta este alimentul lor. Acesta este într-adevăr celălalt lucru principal pe care îl fac.
Cum poate acționa acest asasinat bacterian pentru a viza țările?
Acesta a fost un gând de 100 de ani. Inițial, oamenii credeau că au găsit un glonț magic, microbi care să omoare microbii. Dar apoi am început să folosim antibiotice și în mare parte acestea sunt ceea ce folosim și astăzi. Locurile în care ar putea folosi foarte mult terapia cu fagi ar fi în Rusia sau Polonia. Dar există un fel de mișcare pentru a le folosi din nou în lumea occidentală, mai ales că multe bacterii au devenit rezistente la antibiotice.
De ce este atât de mare potențialul lor de a lupta împotriva bolilor?
Există câteva avantaje. Antibioticele omoară practic toate bacteriile sau o mare parte din ele și nu doriți asta în multe cazuri. Nu vrei să omori toate bacteriile din intestinul tău de fiecare dată când ai această infecție. De aceea, fagii sunt atât de interesanți: vizează și vânează o tulpină particulară de agent patogen. De asemenea, un fag devine un milion în câteva ore. Un antibiotic nu se va amplifica niciodată, trebuie să le continui să le pui în corp. Dar cu fagii, dacă bacteriile țintă sunt acolo, va atrage mai multe din aceste lucruri care îl omoară, ceea ce sperați. Și atunci când bacteriile țintă au dispărut, fagii care se hrănesc cu ea ar trebui să dispară și ei.
Putem crea fagii în mod artificial, astfel încât să vizeze exact bacteriile dăunătoare pe care le aflăm?
Da. Cred că izolarea lor de numeroasele faguri din natură are un pic de istorie sordidă - uneori funcționează, alteori nu - și din punct de vedere regulator, acesta va fi întotdeauna puțin schitat. Cred că sinteza este calea pe care vom merge. Le realizăm de ceva vreme, încă din anii ’70 sau poate chiar mai devreme și știm un lucru corect despre ele. Puteți doar să luați o anumită bucată de ADN, să o adăugați la o eprubetă care are părțile proteice care formează un fag și veți obține un fag viabil din asta. ADN-ul inițiază crearea unui fag viabil, deci este într-adevăr un fel de nanomacină magică.
Sună ideal, deci care este reținerea noilor tratamente cu fagi?
Noi cheltuim sute de milioane de dolari pentru a dezvolta un antibiotic. Până în prezent, nu a existat într-adevăr acest tip de investiții pe care ar trebui să le dezvolți fagii până la nivelul în care majoritatea dintre noi ar fi confortabili folosindu-le. Dacă am o infecție bacteriană, încă o să merg cu antibioticele acum.
Cât de mult mai trebuie să învățăm după un secol de studiu fag?
Știm multe despre unele dintre ele, deoarece au fost instrumentele folosite pentru dezvoltarea biologiei moleculare, aflăm cum funcționează ADN-ul și învățăm cu adevărat cum să studiem lucrurile la nivel molecular. Deci, în acest caz, știm multe. Când vine vorba de ceea ce se întâmplă în mediul înconjurător, știm, cu lovituri foarte largi, ce fel de lucruri fac, dar despre specificul a ceea ce se întâmplă, chiar și în corpul uman, știm foarte puțin.
Diversitatea lor genetică, care este cea mai mare parte necunoscută, este incredibilă. În majoritatea domeniilor, putem spune că nu știm ce face o anumită genă, dar cel puțin am văzut-o până acum. Cu chestii de fag, puteți merge în orice mediu pe care doriți să îl alegeți și cea mai mare parte a genelor pe care le poartă, poate 80 la sută, nu numai că nu știm nimic despre acele gene, dar niciodată nu le-am mai văzut. Este o știință inițială în acest moment și există noi descoperiri care se desfășoară tot timpul. Este unul dintre acele locuri unde oricine poate merge și, în esență, vă este garantat să găsiți ceva mișto.
