Война миров бактерии и вирусы
Обновлено: 17.04.2024
Вирусы, бактерии, клетки, бактериофаги, ДНК, РНК — собрали для вас несколько отличных документальных фильмов о микробиологии, которые помогут вспомнить уроки биологии, узнать, что еще открыло и изучило человечество, и наконец начать разбираться в микромире.
Документальный фильм о том, как советским ученым Анатолием Смородинцевым была создана знаменитая живая вакцина от полиомиелита (ее экспортировали в 60 стран) при участии и помощи американцев и как профессор-эпидемиолог тестировал вакцину на своей внучке (в фильме она тоже есть).
Эпидемии полиомиелита были в СССР настоящим бедствием: порядка двадцати тысяч детей ежегодно превращались в инвалидов, их поражал частичный либо полный паралич, еще около восьми тысяч детей не выдерживали схватки с болезнью и умирали. Вакцина положила происходящему конец.
Эта документальная лента 2008 года рассказывает, как микроорганизмы, мельчайшие создания природы — от бактерий до вирусов — оказывают огромное влияние на весь мир.
В фильме — стрептококки, стафилококки, малярия, грипп, сибирская язва и другие чудеса мироздания — в историях реальных пациентов, инфографике и кратком экскурсе по истории каждого заболевания; можно порадоваться, что чумой мы с вами точно не заразимся.
Отличный проект 2017 года от канала Discovery: три его серии посвящены оспе, гриппу и лихорадке Эбола. История борьбы и победы над каждым вирусом многому научила цивилизацию, но и унесла огромное количество жизней. История медицины от XVII века до наших дней, изобретение прививки и будущее с вакцинами от ИИ.
Фильм National Geographic о вирусе Н5N1 и истории птичьего гриппа, которым болели куры, тигры и люди в 2002–2004 годах в Юго-Восточной Азии. Эпидемию ожидали в Индонезии, Таиланде, Вьетнаме, Китае, Гонконге, но вирус пока не передается по воздуху… Стоит ли нам бояться?
Самые свежие данные из мира микробиологии о том, как устроена клетка: 3Д-компьютерная анимация всего самого интересного, о чем нам ещё не рассказали на уроке биологии. Как клетка дышит, питается, как вирусы стремятся овладеть клетками и вообще как оно все там работает. Фильм BBC роскошный, смотреть обязательно. Микробиолога из вас он не сделает, но РНК от ДНК точно сможете отличить.
Документальный фильм о полиомиелите и открытии вакцины… Oh wait… Такой ведь у нас уже был, но о советском докторе! А этот — об американском ученом Джонасе Солке и его команде из Университета Питтсбурга, которым удалось одновременно с командой Анатолия Смородинцева открыть вакцину от полиомиелита — страшной болезни, убивавшей и калечившей детей.
81 документальный фильм для учёбы, всей семьи и общего развития
СССР создал живую вакцину, Солк — мертвую, но они обе защищают и предохраняют от болезни — и сохраняют сотни тысяч детских жизней. Тоже молодцы. Посмотрите — заодно и узнаете, на ком Солк тестировал свою вакцину.
Дело в том, что вирусов гриппа есть какое-то количество. Каждый новый штамм, пока у нас нет на него иммунного ответа, довольно-таки опасен. В этом месте пьесы на сцену выходит новый штамм вируса гриппа H1N1 — свиной грипп.
Прогнозы учёных были страшными: только в Великобритании ожидалась смертность в 65 000 человек. Однако расчетам не суждено было сбыться. Если последняя вирусная эпидемия и научила нас чему-то, то только тому, что мы всё ещё мало знаем о мире вирусов. Но это не останавливает ученых и стимулирует дальнейшее исследования. В этом документальном фильме BBC — исследования ученых, пытающихся разгадать тайны вирусов, чтобы наконец понять, почему и когда они убивают.
Эта глобальная война началась почти сто лет назад. Человек изобрел смертельное оружие — антибиотик. И впервые попробовал установить контроль над миром, который был ему неподвластен. Сражение продолжается до сих пор. Но бактерии научились сопротивляться антибиотикам — они стали резистентными, устойчивыми к нашему оружию.
Сегодня человечество в тупике. Что делать дальше? Как найти выход из опасной ловушки, в которую мы все попали?
Вместе с международной командой ученых авторы фильма проводят сенсационные исследования различных бактерий. Рассказывают, как бактерии могут менять наше тело, становиться причиной рака, диабета и ожирения. И как они же способны вылечить нас от страшных болезней. В фильме показываются уникальные эксперименты. Рассказывается история Аманды, которая буквально за двое суток избавилась от инфекции, мучившей ее больше года, и сделала это без антибиотиков, с помощью бактерий.
Мы люди лишь на 10%, все остальное — бактерии. Микробы. Появился даже новый термин — микробиота. Это набор микробов и то место, где они живут в человеке. Ученые с полным основанием называют микробиоту важнейшим органом человеческого тела, хотя она не имеет четких границ, не является чем-то цельным. Но, как доказывают сенсационные исследования последних лет, именно от нее зависит не только наше самочувствие, здоровье, тело, но и наша личность, характер, настроение, пищевые привычки и так далее.
Авторы фильма объясняют, почему на многих людей не действуют диеты, а также показывают уникальный метод лечения многих заболеваний с помощью трансплантации микробиоты от здорового человека больному. Доктор Хорутц рассказывает, как он испытывал этот метод на мышах, а потом применил его к человеку.
Жизнь на Земле появилась миллиарды лет назад. И бактерии прошли за это время огромный путь эволюции. Сегодня пришла пора не воевать с ними, а объединить усилия. И это единственная надежда сохранить наш маленький, молодой и совсем неопытный мир — мир человека!
В фильме принимают участие:
Эта глобальная война началась почти сто лет назад. Человек изобрел смертельное оружие — антибиотик. И впервые попробовал установить контроль над миром, который был ему неподвластен. Сражение продолжается до сих пор. Но бактерии научились сопротивляться антибиотикам — они стали резистентными, устойчивыми к нашему оружию.
Сегодня человечество в тупике. Что делать дальше? Как найти выход из опасной ловушки, в которую мы все попали?
Вместе с международной командой ученых мы проведем сенсационные исследования различных бактерий. Расскажем, как бактерии могут менять наше тело, становиться причиной рака, диабета и ожирения. И как они же способны вылечить нас от страшных болезней. Да, именно вылечить! Мы покажем уникальные эксперименты. Расскажем историю Аманды, которая буквально за двое суток избавилась от инфекции, которая мучила ее больше года! И сделала это без антибиотиков, с помощью бактерий.
Мы люди лишь на 10%, все остальное — бактерии. Микробы. Появился даже новый термин — МИКРОБИОТА. Это набор микробов и то место, где они живут в человеке. Ученые с полным основанием называют микробиоту важнейшим органом человеческого тела, хотя она не имеет четких границ, не является чем-то цельным. Но, как доказывают сенсационные исследования последних лет, именно от нее зависит не только наше самочувствие, здоровье, тело, но и наша личность, характер, настроение, пищевые привычки и т.д.
В нашем фильме мы расскажем, почему на многих людей не действуют диеты, а также покажем уникальный метод лечения многих заболеваний с помощью трансплантации МИКРОБИОТЫ от здорового человека больному. Доктор Хорутц расскажет в нашем фильме, как он испытывал этот метод на мышах, а потом применил его к человеку.
Жизнь на Земле появилась миллиарды лет назад. И бактерии прошли за это время огромный путь эволюции. Сегодня пришла пора не воевать с ними, а объединить усилия. И это единственная надежда сохранить наш маленький, молодой и совсем неопытный мир — мир человека!
В фильме принимают участие:
Игорь Вайншток — академик РАМТН;
Константин Северинов — профессор Сколковского института науки и технологии, директор Центра системной биологии;
Андрей Шестаков — руководитель лаборатории микробной биотехнологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова;
Сергей Вялов — гастроэнтеролог-гепатолог, к.м.н.;
Елена Ковригина — доцент кафедры педиатрии РГМУ им. Н.И. Пирогова, к.м.н.;
Владимир Гостев — научный сотрудник отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии НИИ Детских Инфекций;
Роман Анютин — профессор кафедры отоларингологии РГМСУ, д.м.н.;
Дмитрий Алексеев — ученый биоинформатик, к.б.н.;
Алекс Хорутц — доцент кафедры гастроэнтерологии и гепатологии, университета Миннесоты, США;
Дэвид Уитлок — ученый-химик. Бостон, США;
Эран Сигал — ученый - микробиолог. Институт Вейцмана, Израиль;
Питер Доррештейн — руководитель лаборатории по разработке новых антибиотиков. Калифорния, США;
Клаудия Гравекамп — доцент кафедры микробиологии и иммунологии медицинского колледжа А.Эйнштейна. Нью-Йорк, США;
ТАСС, 9 декабря. Наблюдения за "войной" между несколькими видами бактерий и вирусами, живущими в водах Тихого океана и Калифорнийского залива, помогли биологам подтвердить, что борьба с паразитами - это один из главных двигателей эволюции всей жизни в целом. Результаты их наблюдений опубликовал научный журнал Nature Microbiology.
"Гипотеза Черной Королевы гласит, что всем видам живых существ приходится меняться максимально быстро, чтобы не отставать от своих естественных врагов и паразитов. Наши наблюдения идеально укладываются в этот принцип, один из главных столпов современной эволюционной биологии", - прокомментировал исследование один из его авторов, биолог из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе Джед Фармэн.
Ученые предполагают, что первые многоклеточные животные, которые появились на Земле примерно 550 млн лет назад, изначально размножались бесполым путем. При этом они достаточно быстро перешли к половому размножению, научившись обмениваться и комбинировать генетический материал.
Сторонники так называемой гипотезы Черной Королевы считают, что причиной возникновения полового размножения были паразиты и вирусы, которые эволюционировали быстрее, чем их бесполые жертвы. Гипотезу назвали в честь героини Льюиса Кэрролла, которая известна фразой о том, что в Зазеркалье "приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте".
Недавно ученые нашли первые свидетельства в пользу справедливости этой гипотезы: оказалось, что рачки-дафнии, которые отказались от полового размножения, постепенно потеряли стойкость к болезням и паразитам.
Фармэн и его коллеги выяснили, что аналогичные принципы управляют эволюцией и одноклеточных живых существ. В водах Мирового океана есть бесчисленное множество микробов и вирусов, причем число последних на несколько порядков выше. Возникает два вопроса - почему вирусы до сих пор не уничтожили бактерий и почему их концентрация почти никогда не меняется.
Круговорот вирусов в природе
Американские биологи попытались разрешить эту проблему, на протяжении пяти лет собирая пробы воды из разных уголков Калифорнийского залива и других частей Тихого океана. Из них ученые извлекали все вирусы и микробы, а также анализировали устройство их ДНК.
К большому удивлению ученых этот анализ показал, что видовой состав и уровень генетического разнообразия вирусов оставался почти неизменным на протяжении всех пяти лет наблюдений. В частности, следы 95% вирусов можно было найти во всех образцах воды, причем их генетический материал совпадал примерно на 97%, за исключением набора мелких мутаций.
При этом, однако, ученые зафиксировали необычный "круговорот" различных штаммов вируса. В зависимости от времени года в водах залива и океана доминировали сначала одни подвиды бактериофагов, а затем они уступали место другому набору "киллеров" микробов с иным набором точечных изменений в тех генах, которые помогают им проникать внутрь бактерий.
Подобный циклический "круговорот" вирусов, по мнению Фармэна и его команды, говорит о том, что характер течения "войны" между морскими микробами и бактериофагами объясняется той же гипотезой Черной Королевы, что и эволюция полового размножения среди многоклеточных животных.
В данном случае роль подобного организма играет все сообщество бактерий и вирусов. Его облик и видовой состав не меняются в целом, однако доминирующие в них виды и штаммы постоянно замещают друг друга из-за появления новых защитных или атакующих приспособлений у их "вечного врага" - коллектива микробов или бактериофагов. Они эволюционируют примерно с равной скоростью, в результате этого численность и тех, и других в водах моря всегда остается примерно одинаковой и никогда не меняется, заключают авторы статьи.
ТАСС, 28 апреля. Биологи выяснили, с чьей помощью некоторые вирусы-бактериофаги блокируют систему BREX, которая защищает микробов от их атак. Об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на статью в научном журнале Nucleic Acid Research.
Возбудителя туберкулеза обучили душить себя по команде. Ученые нашли уязвимость в биохимии палочки Коха, которую можно использовать против самого патогена. Следующий шаг — придумать лекарство на этом механизме
"Пять лет назад мы знали, что бактерии могут защищаться от вирусов с помощью RM-систем, CRISPR-системы и токсин-антитоксиновых систем. В последние годы с помощью методов биоинформатики было предсказано, что они – лишь малая часть огромного многообразия защитных механизмов. BREX стала первой среди новых предсказанных систем, защитное действие которой было показано в экспериментах", – прокомментировал один из авторов работы, аспирант Сколковского института науки и технологий Артем Исаев.
От болезней и инфекций страдают не только люди и другие многоклеточные, но и одноклеточные микробы. Вирусы, как предполагают ученые, появились почти одновременно с бактериями, и между ними уже несколько сотен миллионов лет идет беспрерывная война на выживание.
Ее последствия можно увидеть фактически везде. К примеру, в каждом миллилитре речной или морской воды живут несколько сот миллионов бактериофагов – вирусов, которые специализируются на заражении микробов. Их носителями могут быть до 70% ныне живущих бактерий.
За миллионы лет эволюции вирусы постепенно научились обходить защитные системы микробов. К примеру, бактерии разработали своеобразный генетический "антивирус", систему CRISPR-Cas9, которая находит следы вирусной ДНК в геноме микроба, вырезает ее или заставляет бактерию самоуничтожиться для того, чтобы защитить своих соседей от инфекции. Бактериофаги, в свою очередь, научились подавлять работу CRISPR-Cas9, что открыло новый виток этой биологической "гонки вооружений".
Борьба вирусов и антивирусов
Исаев и его коллеги изучали работу еще одной системы подобного рода – BREX, которая, по текущим оценкам ученых, есть в геноме примерно каждого десятого микроба на Земле. Ученые пока не знают, как именно она работает, однако они предполагают, что та похожа на другой "антивирус" – систему RM, которая распознает чужеродную ДНК по отсутствию определенных меток на одной или двух ее спиралях.
Руководствуясь этой идеей, Исаев и его коллеги предположили, что некоторые вирусные белки, которые задействованы в нейтрализации RM-системы, могут играть важную роль в подавлении BREX внутри вирусов, на которые этот бактериальный "антивирус" не действует. Ученые проверили, так ли это на самом деле, удалив из генома хорошо изученного бактериофага T7 один из генов, которые отвечает за синтез белка Ocr. Этот белок – один из главных компонентов системы защиты вируса от бактериального "антивируса".
Эти опыты подтвердили, что подобное изменение "обезоружило" вирус, не дав ему подавлять работу как RM-системы, так и BREX. Как предполагают ученые, это связано с тем, что обе эти формы бактериального "антивируса" для того, чтобы наносить специальные метки на ДНК самого микроба, которые позволяют отличить ее от чужеродных фрагментов генетического кода, используют фермент BrxX. Работу этого фермента блокирует Ocr.
Почему нейтрализация BrxX не приводит к самоуничтожению бактерий, ученым еще предстоит выяснить.
"История борьбы бактерий с фагами насчитывает миллиарды лет. Эта непрекращающаяся "гонка вооружений" является одной из основных движущих сил эволюции в мире микроорганизмов. Обе стороны накопили богатый арсенал стратегий борьбы друг с другом. Лично мне интересно узнать, какие еще тайны хранит в себе геном и какие новые механизмы мы сможем открыть, изучить и применить в будущем", – подытожил Исаев.
Читайте также: