Новый бактериофаг Gekk3-15 защитит рыбу в аквахозяйствах | Новости науки
Бактерии рода Aeromonas представляют серьезную угрозу для рыбных хозяйств, так как при их заражении большинство рыб погибает. Ученые предлагают использовать против этого патогена его естественных врагов — вирусы, способные заражать и уничтожать эти бактерии. Микробиологи из ФИЦ Биотехнологии РАН вместе с зарубежными коллегами выделили вирус, который подходит для этой цели и относится к ранее неизвестному роду, и изучили его геном. Статья с описанием нового бактериофага, получившего название Gekk3-15, опубликована в F1000Research. Работа проводилась по программе НЦМУ «Агротехнологии будущего», реализуемого при поддержке национального проекта «Наука и университеты».
В большинстве развитых стран рыбу разводят в специальных аквахозяйствах. Однако выращивание рыбы в искусственных водоемах сопряжено с риском потери значительной части популяции из-за бактериальных инфекций, которые распространяются в садках и искусственных прудах быстрее, чем в естественной среде обитания. Одно из самых распространенных заболеваний среди рыб в таких хозяйствах вызывают бактерии рода Aeromonas. В тяжелых случаях аэромоноз уничтожает до 90% поголовья, и заводчикам приходится долго очищать и обеззараживать садки перед началом нового цикла выращивания рыбы.
Для борьбы с патогенами можно использовать антибиотики, но во многих странах на разных этапах производства пищевых продуктов их использование жестко регламентируется или вовсе запрещено. Вирусы-бактериофаги избирательно действуют только на определенные бактерии, поэтому они считаются многообещающим биологическим средством против инфекций, в том числе в рыбных хозяйствах. Такой метод защиты безопасен для окружающей среды, человека и животных.
Микробиологи из ФИЦ Биотехнологии РАН совместно с коллегами из Лестерского университета (Великобритания) впервые секвенировали и расшифровали геном одного из бактериофагов — естественного врага бактерий Aeromonas. В поисках подходящих вирусов биологи брали пробы в российских водоемах. Одним из самых перспективных оказался штамм, выделенный в 2021 году из реки Норишка в Михайловском парке в Москве, получивший название Gekk3-15. Этот вирус оказался маленьким миовирусом с геномом длиной 64 847 пар оснований.
Вирусологи расшифровали геном нового бактериофага и изучили его строение под электронным микроскопом. В генах вируса были найдены структурные белки, необходимые для создания «хвоста» бактериофага, который ученые наблюдали под микроскопом. Этот «хвост» действует как шприц, вводя генетический материал вируса внутрь клетки-жертвы. Исследователи также изучили гены, ответственные за метаболизм Gekk3-15, и доказали его способность разрушать бактериальные клетки.
Используя базы данных геномных последовательностей, вирусологи исследовали гены нового вируса, чтобы найти его ближайших «родственников» и определить его место на эволюционном древе. Поскольку процент сходства структурных белков у Gekk3-15 и родственного вируса Pseudomonas phage (штамм EPa61) варьировался от 38% до 63%, ученые заключили, что изученный вирус представляет собой новый род, а возможно, даже подсемейство.
Таким образом, в ходе исследования ученые открыли представителя нового таксона бактериофагов — фаг Gekk3-15, что расширяет представления о биологическом разнообразии вирусов бактерий.