Вирусы демонстрируют "индивидуальность" при атаке на клетки

Ученые из Хайфского Техниона с американскими коллегами создали математическую модель, способную предсказывать индивидуальные различия в поведении вирусов при заражении клеток.

Группа исследователей разработала метод, впервые показавший, что вирусы по-разному инфицируют и разрушают микробные клетки. До сих пор ученые оценивали только средние показатели популяции: время после заражения и до разрыва клетки и количество высвобождаемых вирусов, но это не позволяло увидеть важные индивидуальные различия в действии вирусов. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Биологи обнаружили, что вирусы разрушают зараженную клетку в самые разные моменты, и часто это происходит задолго до истощения доступных ресурсов. "Индивидуальность" вирусов заключается в том, что они могут "взрывать" клетки в случайные моменты, не дожидаясь их истощения. Это объясняет огромную вариативность числа выходящих вирусов, замеченную еще в 1940-х годах.

Новый метод основан на математической модели, анализирующей накопление вирусных популяций. Модель позволила предсказать процессы внутри одиночных клеток. Экспериментальная проверка, проведенная на примере бактериофагов и морских цианобактерий, полностью подтвердила теоретические расчеты. Выяснилось, что время разрыва клеток существенно отличается.

Индивидуальная изменчивость вирусных признаков влияет на глобальные экологические процессы и имеет важное значение для терапии устойчивых к антибиотикам инфекций.

"Точное количественное определение этой вариативности на уровне отдельной клетки дает возможность для разработки моделей, описывающих, как можно использовать вирусы для борьбы с лекарственно-устойчивыми патогенами, и как вирусы преобразуют состояние окружающей среды", - отметил соавтор работы, профессор Джошуа Вейц.