Растения восприимчивы к широкому спектру патогенов. Для картофеля одной из таких угроз является Pectobacterium atrosepticum - бактерия, которая вызывает почернение стеблей, гниение тканей (так называемая «черная ножка») и часто приводит к гибели растений со значительными сельскохозяйственными потерям. В 2012 году исследователи выделили новый вирус, который заражает и убивает эту бактерию - бактериофаг под названием φTE (phiTE). Теперь впервые ученые раскрыли атомную структуру φTE, открыв возможный механизм заражения, который может быть сложнее, чем считалось ранее.
Исследование, опубликованное в Nature Communications, является результатом многопрофильного сотрудничества ученых из Окинавского института науки и технологий (OIST) и Университета Отаго. Оно объединяет экспертные знания из нескольких областей, включая вирусологию, структурную биологию, молекулярную генетику, белковую инженерию, биохимию и биофизику.
Принадлежащий к одному из самых распространенных вирусных классов, φTE является бактериофагом, который представляет особый интерес для сообщества молекулярной генетики. В дополнение к своей роли в борьбе с фитопатогенами, он служит модельным вирусом, обычно используемым в исследованиях для изучения того, как бактериофаги взаимодействуют с бактериями-хозяевами.
Используя криоэлектронную микроскопию (крио-ЭМ), команда успешно захватила полный вирион φTE с атомным разрешением. Ученые обнаружили, что вирус демонстрирует уникальную топологию по сравнению с другими вирусами того же семейства.
Эти новые знания помогли понять конформационные изменения, которые позволяют вирусу высвобождать свою ДНК в хозяина и инициировать инфекцию. Также было обнаружено, что φTE имеет относительно более крупный капсид (оболочка вируса, которая состоит из белков), вероятно, вмещающий более крупный геном.
Кроме того, команда определила структурные элементы, которые, по-видимому, играют решающую роль в поддержании стабильности и функционирования вириона. Прямая визуализация позволила им выделить белок, известный как белок рулетки (tape measure protein, TMP), который важен для сборки и функционирования вириона.
Сравнивая φTE с родственными вирусами, ученые выявили несколько общих черт, а также заметные различия. На основе этих результатов они предложили модель, описывающую, как φTE может инициировать свою атаку на хозяина.
Полная композитная реконструкция и модель бактериофага φTE. Источник: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58514-x
Это исследование расширяет понимание бактериофагов, таких как φTE, и может иметь значительные последствия. Оно позволит ученым лучше вооружиться для разработки биологических агентов, которые могут бороться с рядом бактериальных заболеваний растений. Эти агенты служат ценной альтернативой традиционным химическим методам лечения и антибиотикам.
Источник: Okinawa Institute of Science and Technology.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.