Bakteriofag – Naturalny wróg bakterii w walce z chorobami

Bakteriofag T4 - Wykonanie artystyczne

Bakteriofag - Bacillus phi29 - Ilustracja wykonana na bazie danych z mikroskopu elektronowego

Bakteriofag - Rysunek przedstawiający cały kapsyd białka bakteriofaga MS2

Bakteriofag - Fag wstrzykujący swój materiał genetyczny do wnętrza komórki bakterii

Bakteriofag T7 - Struktura

Bakteriofag - Wykonanie artystyczne - (09-04-2019)
 
 
 
Bakteriofag - Synechococcus S-PM2 - Obraz z mikroskopu elektronowegoBakteriofag P2 - Obraz z mikroskopu elektronowegoBakteriofag - Wykonanie artystyczneWirus żywiący się bakteriamiInfekcja w rozdzielczości atomowej - Wirus zbliża się do błony E.coli i oddziałuje z receptoramiLego model - (01-02-2015)

Bakteriofag – Naturalny wróg bakterii w walce z chorobami

Portret Felixa d'Herelle– Felix d’Herelle

 
 
Bakteriofag – Został odkryty ponad 100 lat temu. Na pomysł zastosowania tych naturalnych wrogów bakterii w walce z chorobami wpadł w 1919 r. Felix d’Herelle. Wyniki jego pierwszych prób były obiecujące, ale prace ustały wraz z wynalezieniem antybiotyków. Leki te były tanie i niezwykle skuteczne, więc szybko uznano je za idealne rozwiązanie w walce z chorobami.

Wystarczyło jednak kilkadziesiąt lat nadmiernego, niewłaściwego stosowania antybiotyków, aby pojawiły się bakterie oporne na działanie większości lub nawet wszystkich tych leków. Problem ten ponownie zwrócił uwagę na bakteriofagi.

Jednym z głównych kierunków badań jest wynalezienie terapii skutecznej wobec zakażeń bakteriami z rodzaju Pseudomonas. Które bardzo często wywołują zapalenie płuc, sepsę, infekcje dróg moczowych oraz infekcje ran pooperacyjnych u pacjentów z osłabionym układem odpornościowym. W badaniach mających na celu opracowanie alternatywy dla antybiotyków okazało się, że mieszanka kilku fagów jest zdecydowanie bardziej skuteczna niż jeden tylko wirus infekujący komórki Pseudomonas.

Prof. Rotem Sorek z Wydziału Genetyki Molekularnej Instytutu Naukowego Weizmanna– Prof. Rotem Sorek

 
 
Rotem Sorek, izraelski genetyk z Instytutu Naukowego Weizmanna, badając występujące w glebie bakteriofagi, wpadł na trop wirusowej komunikacji. Odkrył społeczną stronę życia wirusów atakujących bakterie, tzw. bakteriofagów albo krócej fagów. Wirusy te mogą albo trwać w trybie „stand-by”, albo błyskawicznie się namnażać, niszcząc zaatakowaną bakterię i rozsiewając się w poszukiwaniu nowych żywicieli. Do tej pory naukowcy sądzili, że zmiana w dynamice rozwoju jest procesem zależącym tylko od warunków panujących w komórce bakteryjnej.

Tymczasem dr Sorek dowiódł, że wirusy aktywnie „dyskutują” nad swoją strategią. Gdy bakteriofag wnika do bakterii, może powodować uwalnianie cząsteczki białka złożonej z zaledwie sześciu aminokwasów. Jest to wiadomość dla innych wirusów. Im więcej bakterii zaatakowanych, tym więcej białka i tym „głośniejszy” sygnał, że wolnych komórek bakteryjnych jest coraz mniej. Fagi wstrzymują wówczas proces namnażania się i przechodzą do fazy uśpienia.

Ponieważ wirus, który się namnaża, doprowadza do rozpadu komórki bakteryjnej, a wiriony potomne uwalniane są do środowiska. To w sytuacji gdy gospodarza jest mało, wirus przestaje infekować i oszczędza.

Prof. Bonnie Bassler - W swoim gabinecieProf. Bonnie Bassler - Wykład na temat komunikacji bakterii– Prof. Bonnie Bassler

 
 
Białko, które zmienia strategię faga, nazwano arbitrium i jak sam jego odkrywca przyznaje, jest to spora rewolucja w wirusologii. Ruszyły badania poszukujące arbitrium w środowisku. Wiadomo już, że to białko produkuje co najmniej kilkanaście innych fagów. Każdy z nich prawdopodobnie „mówi” we własnym języku, zatem rozmowa może toczyć się jedynie wśród najbliższych krewnych.

Fagi potrafią natomiast podsłuchiwać informacje przekazywane sobie przez ich ofiary. Biolożka molekularna prof. Bonnie Bassler z Uniwersytetu Princeton odkryła, że wirusy wykorzystują sygnały chemiczne uwalniane przez bakterie, aby wybrać najlepszy moment do namnażania oraz unicestwiania żywiciela. Naturalne zdolności do molekularnego szpiegostwa odkryto m. in. u fagów, które zakażają przecinkowce wywołujące cholerę.

To wielka szansa na skuteczną walkę z patogenami. Prof. Bassler – wykorzystując metody biotechnologiistworzyła fagi, które potrafią podsłuchiwać groźne dla zdrowia bakterie Escherichia coli i Salmonella typhimurium. To pierwszy krok do uzyskania zaprogramowanych zabójców dowolnie wybranego gatunku mikroba. Z kolei dr Sorek ma inny pomysł: Gdyby udało się metodami inżynierii genetycznej wprowadzić system produkujący arbitrium do ludzkich wirusów. Takich jak HIV, czy wirus opryszczki, które wiele lat potrafią trwać ukryte w komórkach. To cząsteczka wywołująca tryb „uśpienia”, stałaby się nową terapią na te choroby. Pomimo dekad badań leków przeciwwirusowych, wciąż mamy ich bardzo mało.

Bitwa nad Sommą – Natarcie Francuzów i Brytyjczyków

Bitwa nad Sommą - Krater Lochnagar (1)Bitwa nad Sommą - Krater Lochnagar (2)Bitwa nad Sommą - Krater Lochnagar (3)Bitwa nad Sommą - Krater Lochnagar (4)Bitwa nad Sommą - Krater Lochnagar (5)Bitwa nad Sommą - Brytyjskie okopy nad Sommą 1916Bitwa nad Sommą 1916 - MapaBitwa nad Sommą 1916 - Mapa Krateru Lochnagar

Bitwa nad Sommą – Natarcie Francuzów i Brytyjczyków

Bitwa nad Sommą – Planowana przez Francuzów i Brytyjczyków wielka ofensywa nad Sommą miała ostatecznie przełamać niemiecki opór i zakończyć wojnę w ciągu kilku tygodni. Decydujące znaczenie w tym planie odgrywał szereg tajnych tuneli, kopanych miesiącami przez całe kompanie. Prowadząc ostrzał artyleryjski niemieckich okopów, Brytyjczycy niepostrzeżenie umieścili pod pozycjami wroga 19 ładunków wybuchowych.

Pierwszego lipca 1916 roku miny pod niemieckimi liniami prawie jednocześnie eksplodowały. Największy ładunek wyrwał w ziemi krater o głębokości 21 i średnicy 91 metrów. Wbrew oczekiwaniom generałów siły wroga nie zostały jednak zniszczone, a ofensywa stała się dla żołnierzy śmiertelną pułapką.

Już w ciągu pierwszych 30 minut od ognia z niemieckich karabinów maszynowych zginęły tysiące Brytyjczyków. W pierwszym dniu ataku na niemieckie pozycje, poniosło śmierć około 21000 brytyjskich i francuskich żołnierzy. Walki toczyły się jeszcze przez kolejnych pięć miesięcy, pochłaniając ponad milion istnień ludzkich. Wyłącznie po to, by zdobyć 35-kilometrowy kawałek frontu. Sięgający ok. 10 kilometrów w głąb terytorium wroga.

Seks komarów – Tylko z konieczności

Seks komarów – Komar

Seks komarów – Tylko z konieczności

Seks komarów – Tylko z konieczności – Dla jadowitych owadów komarów. Które są najliczniejszymi, naturalnymi wrogami ludzi, seks jest tylko koniecznością. Chociaż komary są bardzo wytrwałe i potrafią przebyć nawet 10 km bez odpoczynku, jeśli chodzi o seks, nie możemy mówić o godnych podziwu osiągach – trwa tylko 2 sekundy.

Cykl życia cykad – Wschodnie USA zaatakowane przez cykady

Cykl życia cykad – Cykada

Cykl życia cykad – Wschodnie USA zaatakowane przez cykady

Cykl życia cykad – Wschodnie USA zaatakowane przez cykady – Podczas gdy północno-wschodnie stany USA nawiedzane są przez cykady w 17-letnim cyklu. Południowo-wschodnie przeżywają to samo, ale w innym, 13-letnim. Jaki jest związek pomiędzy liczbami 17 i 13. To liczby pierwsze. Naukowcy podejrzewają, że cykle te są właśnie takie, aby nie spotkały się z cyklami życia ich naturalnych wrogów, którzy żyją w cyklach 2 lub 3-letnich. Unikają w ten sposób każdego drapieżnika, który żyje dłużej niż 1 rok i krócej niż same cykady.