Наборы защитных генов у бактерий, вызывающих бактериальный ожог листьев риса, зависят от географии: азиатские и африканские популяции различаются целыми наборами противовирусных систем. К такому выводу пришла группа микробиологов Чжэцзянского университета в Ханчжоу совместно с коллегами из Китая, Швейцарии и Сингапура. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Речь идет о Xanthomonas oryzae — возбудителе одной из самых вредоносных болезней риса. Как и другие бактерии, она обороняется от своих вирусов — фагов — системами защиты, которые распознают и уничтожают пришельцев, напоминая врожденный иммунитет животных. Таких систем у этого вида в среднем 20 на геном — заметно больше, чем у кишечной палочки с ее 5–7.
Авторы сопоставили 206 геномов возбудителя со всего мира и проверили в лаборатории 1800 сочетаний «бактерия — фаг» (50 штаммов против 36 вирусов), а затем пересадили 24 защитные системы по отдельности в лишенный защиты штамм. Чаще всего вирусы оказывались неспособны заразить бактерию, даже прикрепившись к ее поверхности: заражение блокировала внутренняя защита, а не «закрытая дверь» на поверхности.
Общий арсенал вида разделен по регионам: ядро из девяти систем есть почти у всех бактерий, а 35 более редких распределены пятнами — различаются даже соседние провинции Китая. Соответственно настроены и фаги: шансы заразить бактерии из родных мест у них в 2,3 раза выше, чем шансы заразить бактерии из чужих мест. При этом число систем в геноме не предсказывало широту устойчивости — важнее их состав и совместимость. Редкие системы, по данным пересадок, действуют мощнее широко распространенных: против знакомой защиты вирусы, видимо, уже научились обходить, а редкая застает их врасплох.
Выводы важны для сельского хозяйства, где фаги испытывают как биологические пестициды против ожога. Коктейль вирусов, подобранный под одну лабораторную линию, может провалиться в поле против местных штаммов с другой защитой. Средства придется адаптировать под конкретный регион и обновлять по мере гонки вооружений между местными бактериями и вирусами.
Ранее у бактерий обнаружили необычный «выключатель» для защиты от вирусов.