Бактериофаги, или просто фаги, представляют собой уникальную группу вирусов, которые избирательно атакуют исключительно бактериальные клетки, не затрагивая клетки растений, животных или человека. Их механизм действия схож с другими вирусами: они распознают специфические рецепторы на поверхности бактерии, прикрепляются к ней и вводят внутрь клетки свой генетический материал.
На этом снимке, сделанном с помощью сканирующего электронного микроскопа с увеличением в 140 000 раз, запечатлены бактериофаги, атакующие поверхность кишечной палочки (Escherichia coli).
Попав внутрь бактерии, фаг «перепрограммирует» её клеточные механизмы, заставляя их работать на воспроизводство сотен новых вирусных частиц. Этот процесс продолжается до тех пор, пока бактериальная клетка не переполнится и не разорвётся (процесс, называемый лизисом), высвобождая новое поколение фагов для заражения соседних бактерий. Таким образом, фаги могут полностью уничтожить целую бактериальную колонию.
Как фаги разрушают бактерии изнутри
На изображениях, полученных с помощью просвечивающего электронного микроскопа, можно наблюдать ключевые этапы этого процесса: активное размножение фагов внутри клетки и её последующий разрыв.
Фаготерапия: применение в современной медицине
Уникальная способность бактериофагов избирательно уничтожать патогенные бактерии легла в основу целого направления — фаготерапии. Сегодня созданы и успешно применяются препараты на основе фагов для борьбы с гнойно-воспалительными заболеваниями. Их используют при лечении инфекций дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта (включая те, что вызваны кишечной палочкой), мочеполовой системы и для обработки ран.
Наглядный лабораторный эксперимент: использование бактериофагов для создания зон подавления («бляшек») роста бактерий в чашке Петри.
Безопасность и специфичность
Важнейшее преимущество бактериофагов — их высочайшая специфичность. Каждый вид фага настроен на определённый тип бактерий, а иногда даже на конкретный штамм. Это делает их безопасными для человека: они физически не способны проникнуть в клетки нашего организма или каким-либо образом им навредить. Риск мутации фагов в опасные для человека формы отсутствует, так как их эволюция миллионы лет шла исключительно в направлении борьбы с бактериями.
Бактериофаги — это мощное и естественное оружие, подаренное нам природой, которое открывает новые горизонты в борьбе с бактериальными инфекциями, особенно в эпоху растущей антибиотикорезистентности.
Если вас заинтересовал удивительный мир микроскопической жизни, биологии и научных исследований, приглашаю вас ознакомиться с другими материалами в моих профилях. Подписывайтесь, чтобы не пропустить ничего нового!
Мой блог о дзен-биологии
Моя группа в ВК
YouTube канал
Telegram-канал (блог жизни и жизнь биолога)
Больше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: Бактериофаги атакуют кишечную палочку.