В кишечнике летучих мышей из зоопарка обитают бактерии микробиома человека

Ученые ФНКЦ ФХМ им. Ю.М. Лопухина ФМБА России, ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова и других научных центров выделили около двадцати новых микобактериофагов — фагов микобактерий, к которым относятся возбудители туберкулеза и проказы. В январе они опубликовали статью об одном из них — микобактериофаге Vic9.

В образцы почвы, содержащие бактериофаги, добавляли культуру лабораторного штамма бактерии Mycobacterium smegmatis. Это позволило размножиться только микобактериофагам (метод накопительных культур). Vic9 был обнаружен в образцах, собранных на скотном дворе в Московской области. Как и большинство других микобактериофагов, он имеет икосаэдрическую головку и длинный несокращающийся хвост. Он продемонстрировал небольшую литическую активность в отношении Mycobacterium tuberculosis, но не в отношении других исследованных видов микобактерий.

Анализ генома Vic9 указал на его принадлежность к подкластеру B2 кластера B. До сих пор фаги из этого субкластера изолировали в США и Бразилии, на территории России это первая находка. Авторы также выполнили функциональную аннотацию генома фага.

Лекарственная устойчивость бактерий комплекса M. tuberculosis растет во всем мире, поэтому сохраняется интерес к фаготерапии микобактериальных инфекций, несмотря на известные проблемы с ее внедрением в клиническую практику. Потенциал некоторых микобактериофагов показан в экспериментах in vitro и in vivo.

«У нас сейчас есть несколько, на наш взгляд, перспективных фагов, готовим вторую публикацию», — комментирует руководитель проекта, Егор Шитиков, доктор биологических наук, заведующий лаборатории молекулярной генетики микроорганизмов ФНКЦ ФХМ им. Ю.М. Лопухина ФМБА России.

Ген TBCE кодирует шаперон, необходимый для сворачивания тубулина. Патогенные варианты в нем связаны с тяжелыми нарушениями нейроразвития. Сотрудники Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова описали вариант в этом гене, приводящий к более мягкому фенотипу.

Исследователи выявили у семи пациентов патогенный вариант, вызывавший изменение сплайсинга и сдвиг рамки считывания. Это могло бы привести к очень выраженным патологиям, таким как прогрессирующая энцефалопатия, которая развивается при некоторых других мутациях TBCE. У этих пациентов были выявлены легкие когнитивные нарушения, тестикулярная недостаточность и амиотрофия. Исследователи задались вопросом, почему обнаруженный вариант вызывает новый, более мягкий фенотип. Более подробный анализ показал, что трансляция белка происходит с альтернативной открытой рамки считывания, из-за чего образуется частично функциональный шаперон. Динамика микротрубочек, которую авторы статьи изучили на клеточной культуре, оставалась нормальной, хотя актин-миозиновые комплексы в той или иной степени деградировали.

Отдельно исследователи упоминают, что у людей славянского происхождения этот вариант встречался примерно в 10 раз чаще, чем в базе данных gnomAD. Возможно, поэтому обнаруженный фенотип остается недодиагностированным.

Дезоксирибозимы — короткие молекулы ДНК, обладающие каталитическими свойствами. На их основе можно изготавливать зонды для анализа нуклеиновых кислот, обладающие высокой специфичностью; также их применение упрощает процедуру оптимизации анализа. Ученые из ИТМО с коллабораторами разработали ДНК-наномашину (hook-equipped DNA nanomachine, HDNM), позволяющую быстро детектировать заданные последовательности нуклеиновых кислот без предварительной амплификации. Предложенная ДНК-наномашина нацелена на РНК SARS-CoV-2.

Команда занимается разработкой бинарных дезоксирибозимных зондов, принцип работы которых состоит в следующем: два участка ДНК комплементарно связывают анализируемую нуклеиновую кислоту. Благодаря этому формируется каталитический центр, который расщепляет субстрат — молекулу нуклеиновой кислоты, меченную флуорофором и гасителем. При расщеплении такого субстрата возникает флуоресценция, которую можно детектировать.

Предложенная авторами конструкция содержит бинарный дезоксирибозимный зонд, а также два «крючка» для связывания меченого субстрата. Она прочно связывается с анализируемой РНК, способствуя разворачиванию ее вторичной структуры. Крючки в ней позволяют усиливать флуоресцентный сигнал, привлекая новые молекулы субстрата к каталитическому центру и тем самым локально увеличивая его концентрацию. Исследователи показали, что крючки снижают предел обнаружения приблизительно в 40 раз по сравнению с конструкцией без крючков — у HDNM он составил 2 пикомоль/л. Ученые рассчитывают, что их система может стать быстрым и эффективным средством диагностики SARS-CoV-2 и других вирусных инфекций в местах оказания медицинской помощи.

Борис Народицкий был одним из ведущих разработчиков платформы, на которой сделана вакцина «Спутник V». Так, в НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи были созданы вакцины «ГамЭвак» и «ГамЭвак Комби» против лихорадки Эбола, которые содержали векторы на основе живого аттенуированного вируса везикулярного стоматита (VSV) и дефектного по репликации аденовируса подтипа 5 (Ad5), экспрессирующих ген GP вируса Эбола. Борис Народицкий был и соавтором работ по «Спутник V» (Гам-КОВИД-Вак)

«Для меня это громадная потеря, я никогда не скрывал, что по всем научным проблемам и научно-организационным вопросам советовался с ним», — сказал в комментарии для РИА Новости директор НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи Александр Гинцбург.