Бактерии и вирусы, которые атакуют их, называемые фагами, ведут «гонку вооружений». И она выходит на новый уровень, поскольку исследования переместили их на Международную космическую станцию (МКС).

Ученые выяснили, что в условиях микрогравитации бактерии вырабатывают более эффективные механизмы для выживания, а фаги – для того, чтобы эту защиту обойти. Исследователи считают, что это может помочь в разработке новых более эффективных способов лечения бактериальных инфекций, сообщает Live Science.

[see_also ids="668735"]

В исследовании ученые сравнили популяции кишечной палочки, инфицированной фагом Т7. Одна группа микробов была выращена на борту МКС, а контрольные группы выращивались на Земле. Анализ образцов с МКС показал, что микрогравитация коренным образом изменила скорость и характер фаговой инфекции.

Хотя фаги по-прежнему могли успешно инфицировать и уничтожать бактерии в космосе, этот процесс занимал больше времени, чем в образцах с Земли. В более раннем исследовании те же исследователи выдвинули гипотезу, что циклы инфекции в условиях микрогравитации будут медленнее, поскольку жидкости перемешиваются хуже, чем в условиях земной гравитации.

На Земле жидкости, в которых существуют бактерии и вирусы, постоянно перемешиваются под действием гравитации — теплая вода поднимается, холодная опускается, а более тяжелые частицы оседают на дне. Это заставляет все двигаться и сталкиваться друг с другом.

В космосе движения нет. Фаги и бактерии реже сталкиваются друг с другом, поэтому вирусам пришлось адаптироваться к гораздо более медленному темпу жизни и стать более эффективными в захвате проходящих мимо бактерий.

Ученые считают, что понимание того, как это происходит, может помочь в разработке новой терапии с использованием фагов. Эти новые методы лечения инфекций используют фаги для уничтожения бактерий или повышения их уязвимости к традиционным антибиотикам.

Секвенирование генома показало, что и у бактерий и у фагов, которые побывали на МКС, произошли генетические мутации, которые на наблюдались в образцах на Земле. Космические вирусы накопили специфические мутации, которые повысили их способность инфицировать бактерии, а также способность связываться с бактериальными рецепторами. Одновременно с этим, кишечная палочка (E. coli) развила мутации, защищающие от атак фагов — например, изменяя их рецепторы — и повышающие их выживаемость в условиях микрогравитации.

Дальнейший анализ показал, что адаптации, которые появились в космосе, могут иметь практическое применение на Земле. Когда фаги доставили на планету, оказалось, что они способны более эффективно атаковать штаммы E. coli, которые обычно вызывают инфекции мочевыводящих путей. Эти штаммы, как правило, устойчивы к фагам Т7.

Ранее ученые обнаружили новое изменение в организме людей, связанное с пребыванием в условиях микрогравитации и невесомости. Оно может объяснить, почему астронавтам трудно адаптироваться после возвращения на Землю.