Вирусите изглежда стават по-силни в космоса – и учените не знаят защо

Учени установиха, че вирусите, заразяващи бактериите, които се изучават на борда на Международната космическа станция (МКС), изглежда се държат различно в сравнение със своите земни аналози. Докато взаимодействията между вируси и бактерии са добре изучени на Земята, остава неясно как бактериите развиват защита срещу фаги в условия на микрогравитация, пише Independent.

„Космосът фундаментално променя начина, по който фагите и бактериите взаимодействат“, пишат учените в изследването, публикувано в списание "PLOS Biology".

„Инфекцията се забавя, а двата организма се развиват по различна траектория, отколкото на Земята“, обясняват те.

В новото проучване учените анализират физиологията на бактериите и физиката на взаимодействието им с вируси в условията на микрогравитация на МКС. Те сравняват два набора проби от бактерията E. coli, заразени с фага T7 – единият инкубиран на Земята, а другият на борда на МКС.

Пробите от космоса показват, че след първоначално забавяне фагът T7 успешно заразява E. coli – често срещана бактерия, причиняваща инфекции на пикочните пътища.

„Чрез изучаване на тези адаптации, предизвикани от космоса, открихме нови биологични прозрения, които ни позволиха да създадем фаги с много по-висока активност срещу лекарствено устойчиви патогени на Земята“, пишат учените.

Геномното секвениране на двете проби разкри значителни различия в генетичните мутации както на бактериите, така и на вирусите между земните и космическите условия.

Учените установяват, че фагите на МКС постепенно натрупват специфични мутации, които увеличават тяхната инфекциозност – способността им да се свързват с рецептори на бактериалните клетки. Изследователите използват тези мутации, за да създадат модифицирани вируси, способни да убиват бактерии, които преди това са били устойчиви на фагови атаки.

„Открихме, че фаговите мутанти, обогатени в микрогравитация, могат да лекуват уропатогенни бактерии и да ги унищожават“, казва Сриватсан Раман, водещ автор на изследването от Университета на Уисконсин-Мадисън.

E. coli на борда на МКС също натрупва мутации, които я защитават от фаги и увеличават шансовете ѝ за оцеляване в почти безтегловни условия.

По-нататъшният анализ с усъвършенствани техники показва, че протеинът T7, който играе ключова роля в инфекцията на E. coli, претърпява значителни промени в микрогравитация в сравнение с условията на Земята.

Тези промени в протеина T7 са свързани с повишена способност на фагите да заразяват щамове E. coli, причиняващи инфекции на пикочните пътища при хората, отбелязват учените.

„Едва започваме да надраскваме повърхността. Трябва да направим още експерименти при по-сложни условия“, казва д-р Раман.

Последните открития, според изследователите, подчертават потенциала на фаговите изследвания на борда на МКС да разкрият нови прозрения за микробната адаптация. Такива проучвания имат значение както за космическите изследвания, така и за човешкото здраве, казват учените.