Бактэрыяфагі

Англійскі бактэрыёлаг Фрэдэрык Туорт у артыкуле 1915 года апісаў інфекцыйную хваробу стафілакокаў, інфіцыравальны агент праходзіў праз фільтры, і яго можна было пераносіць ад адной калоніі да іншай.

Незалежна ад Фрэдэрыка Туорта французска-канадскі мікрабіёлаг Фелікс Д’Эрэль 3 верасня 1917 года паведаміў аб адкрыцці бактэрыяфагаў. Разам з гэтым вядома, што расійскі мікрабіёлаг Мікалай Фёдаравіч Гамалея яшчэ ў 1898 годзе ўпершыню назіраў з’яву лізіса бактэрый (сібіраязвенай палачкі) пад уплывам перавіваемага агента^[1][2].

Пасля адкрыцця з’явы бактэрыяфагіі Д’Эрэль развіў вучэнне аб тым, што бактэрыяфагі патагенных бактэрый, будучы іх паразітамі, граюць істотную ролю ў патагенезе інфекцый, забяспечваючы выздараўленне хворага арганізма, а затым стварэння спецыфічнага імунітэту. Гэтае становішча прыцягнула да з’явы бактэрыяфагіі ўвагу многіх даследчыкаў, якія меркавалі знайсці ў фагах важны сродак барацьбы з найбольш небяспечнымі інфекцыйнымі хваробамі чалавека і жывёл.

Таксама Фелікс Д’Эрэль прапанаваў здагадку, што бактэрыяфагі маюць карпускулярную прыроду. Аднак толькі пасля вынаходства электроннага мікраскопа атрымалася ўбачыць і вывучыць ультраструктуру фагаў. Доўгі час прадстаўлення аб марфалогіі і асноўных асаблівасцях фагаў засноўваліся на выніках вывучэння фагаў Т-групы — Т1, Т2, …, Т7, якія множацца на Е. coli штама B. Аднак з кожным годам з’яўляліся новыя звесткі, якія датычацца марфалогіі і структуры разнастайных фагаў, што абумовіла неабходнасць іх марфалагічнай класіфікацыі.

Бактэрыяфагі ўяўляюць сабой найбольш шматлікую, шырока распаўсюджаную ў біясферы і, як мяркуецца, найбольш эвалюцыйна старажытную групу вірусаў^[3][4]. Прыблізны памер папуляцыі фагаў складае больш за 10³⁰ фагавых часціц^[5].

У прыродных умовах фагі сустракаюцца ў тых месцах, дзе ёсць адчувальныя да іх бактэрыі. Чым багацей той ці іншы субстрат (глеба, вылучэння чалавека і жывёл, вада і г.д.) мікраарганізмамі, тым у большай колькасці ў ім сустракаюцца адпаведныя фагі. Асабліва багатыя фагамі чарназёмы і глебы, у якія ўносіліся арганічныя ўгнаенні.

Бактэрыяфагі выконваюць важную ролю ў кантролі колькасці мікробных папуляцый, у аўталізе старэючых клетак, у пераносе бактэрыяльных генаў, выступаючы ў якасці вектарных «сістэм»^[6].

Бактэрыяфагі адрозніваюцца па хімічнай структуры, тыпу нуклеінавай кіслаты, марфалогіі і характару ўзаемадзеяння з бактэрыямі. Па памеры бактэрыяльныя вірусы ў сотні і тысячы разоў менш мікробных клетак.

Складаюцца з бялковай абалонкі (капсіда) і ўнутранага змесціва — нуклеінавай кіслаты (ДНК або РНК). Маюць форму сперматазоіда або ніткападобную ці шматгранную. Да вызначанай клеткі прымацоўваюцца з дапамогай хваставых нітак-адросткаў.

Вялікая колькасць вылучаных і вывучаных бактэрыяфагаў вызначае неабходнасць іх сістэматызацыі. Класіфікацыя вірусаў бактэрый перажывала змены: грунтавалася на характарыстыцы гаспадара віруса, улічваліся сералагічныя, марфалагічныя ўласцівасці, а затым будова і фізіка-хімічны склад вірыёна^[7].

У цяперашні час згодна з Міжнароднай класіфікацыі і наменклатуры вірусаў бактэрыяфагі, у залежнасці ад тыпу нуклеінавай кіслаты падзяляюць на ДНК-і РНК-змяшчальныя.

Па марфалагічных характарыстыках ДНК-змяшчальныя фагі выдзелены ў наступныя сямейства: Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae, Lipothrixviridae, Plasmaviridae, Corticoviridae, Fuselloviridae, Tectiviridae, Microviridae, Inoviridae Plectovirus і Inoviridae Inovirus.

РНК-змяшчальныя: Cystoviridae, Leviviridae^[8].

Адной з абласцей выкарыстання бактэрыяфагаў з’яўляецца антыбактэрыйная тэрапія, альтэрнатыўная прыёму антыбіётыкаў. Напрыклад, прымяняюцца бактэрыяфагі: стрэптакокавы, стафілакокавы, клебсіелёзны, дызентэрыйны полівалентны, піабактэрыяфаг, колі, пратэйны і коліпратэйны і іншыя.

Бактэрыяфагі прымяняюцца таксама ў геннай інжынерыі ў якасці вектараў, якія пераносяць участкі ДНК, магчыма таксама натуральная перадача генаў паміж бактэрыямі з дапамогай некаторых фагаў (трансдукцыя)^[9].

Бактэрыяфагі M13, фаг Т4, T7 і фаг λ выкарыстоўваюць для вывучэння бялок-бялковых, бялок-пептыўных і ДНК-бялковых узаемадзеянняў метадам фагавага дысплея.

Паколькі размнажэнне бактэрыяфагаў магчыма толькі ў жывых клетках, бактэрыяфагі могуць быць выкарыстаны для вызначэння жыццяздольнасці бактэрый. Дадзены кірунак мае вялікія перспектывы, паколькі, адным з асноўных пытанняў пры розных біятэхналагічных працэсах з’яўляецца вызначэнне жыццяздольнасці выкарыстоўваюцца культур. З дапамогай метаду электрааптычнага аналізу клеткавых суспензій была паказана магчымасць вывучэння этапаў узаемадзеяння фаг-мікробная клетка^[10].

У 1925 годзе ў рамане лаўрэата Пулітцэраўскай прэміі Arrowsmith Сінклера Льюіса выдуманы доктар Arrowsmith робіць адкрыццё бактэрыяфагаў і прымяняе іх у якасці тэрапеўтычнага сродку.

• Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т.2: Аршыца — Беларусцы / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн.: БелЭн, 1996. — 480 с. іл.
• Слоўнік па агульнай і медыцынскай вірусалогіі / Уклад.: А. Красільнікаў, Л. Цітоў, Н. Казак. — Мн.: Вышэйшая школа, 1995. ISBN 985-06-0048-9

• Бактэрыяфаг атакуе бактэрыю E. coli (відэа) Архівавана 11 мая 2011. (англ.)
• Агульная інфармацыя пра бактэрыяфагі на сайце phage.org (англ.)
• Bacteriophages get a foothold on their prey(недаступная спасылка) (англ.)
• Падкаст NPR Science Friday «Выкарыстанне фагаў у барацьбе з інфекцыямі», красавік 2008 Архівавана 17 красавіка 2008. (англ.)
• Бактэрыяфаг T4 атакуе бактэрыю E. coli (відэа) Архівавана 14 ліпеня 2008. (англ.)
• Бактэрыяфагі: што гэта? Прэзентацыя прафесара Грэхама Хатфула (Graham Hatfull), універсітэт Пітсбурга (англ.)