Bacteriophages: mambo ya kisasa ya maombi, matarajio ya siku zijazo. Matumizi ya phages katika dawa na microbiology

Katikati ya karne iliyopita, sayansi ya kibiolojia ilichukua hatua ya kimapinduzi kwa kuanzisha msingi wa molekuli kwa ajili ya utendaji kazi wa mifumo hai. Jukumu kubwa katika utafiti uliofaulu ambao ulisababisha uamuzi wa asili ya kemikali ya molekuli za urithi, kuamua kanuni za maumbile na kuundwa kwa teknolojia za uendeshaji wa jeni, bacteriophages, iliyogunduliwa mwanzoni mwa karne iliyopita, ilicheza. Hadi leo, virusi hivi vya bakteria vimejua "fani" nyingi muhimu kwa wanadamu: hazitumiwi tu kama dawa salama za antibacterial, lakini pia kama disinfectants, na hata kama msingi wa kuunda nanodevices za elektroniki.

Wakati katika miaka ya 1930 kikundi cha wanasayansi kilichukua shida za utendaji wa mifumo ya kuishi, kisha katika kutafuta mifano rahisi zaidi walizingatia. bacteriophages- virusi vya bakteria. Baada ya yote, kati ya vitu vya kibiolojia hakuna kitu rahisi zaidi kuliko bacteriophages, badala ya hayo, wanaweza kukua kwa urahisi na kwa haraka na kuchambuliwa, na mipango ya maumbile ya virusi ni ndogo.

Fagio ni muundo wa asili wa ukubwa mdogo ulio na mpango wa maumbile uliojaa (DNA au RNA), ambao hakuna chochote cha ziada. Mpango huu umefungwa katika shell ya protini, iliyo na seti ya chini ya vifaa kwa ajili ya utoaji wake ndani ya seli ya bakteria. Bacteriophages haiwezi kuzaliana peke yao, na kwa maana hii haiwezi kuchukuliwa kuwa vitu vilivyo hai. Jeni zao huanza kufanya kazi tu katika bakteria, kwa kutumia mifumo ya biosynthetic inayopatikana kwenye seli ya bakteria na akiba ya molekuli muhimu kwa usanisi. Walakini, mipango ya maumbile ya virusi hivi haitofautiani kimsingi na ile ya zaidi viumbe tata Kwa hiyo, majaribio ya bacteriophages yalifanya iwezekanavyo kuanzisha kanuni za msingi za muundo na uendeshaji wa genome.

Baadaye, ujuzi huu na mbinu zilizotengenezwa wakati wa utafiti zikawa msingi wa maendeleo ya sayansi ya kibaolojia na matibabu, pamoja na matumizi mbalimbali ya kibayoteknolojia.

Wapiganaji dhidi ya vimelea vya magonjwa

Majaribio ya kwanza ya kutumia bacteriophages kwa matibabu magonjwa ya kuambukiza yalifanywa mara tu baada ya ugunduzi wao, lakini ukosefu wa maarifa na teknolojia ya kibayolojia isiyo kamili ya wakati huo haukuwaruhusu kufikia mafanikio kamili. Walakini, mazoezi zaidi ya kliniki yalionyesha uwezekano wa kimsingi wa utumiaji mzuri wa bacteriophages katika magonjwa ya kuambukiza. njia ya utumbo, mfumo wa genitourinary, katika hali ya papo hapo ya purulent-septic ya wagonjwa, kwa ajili ya matibabu ya maambukizi ya upasuaji, nk.

Ikilinganishwa na antibiotics, bacteriophages ina idadi ya faida: hawana sababu madhara, zaidi ya hayo, ni madhubuti maalum kwa aina fulani za bakteria, kwa hiyo, wakati zinatumiwa, microbiome ya kawaida ya binadamu haisumbuki. Walakini, uteuzi wa juu kama huo pia husababisha shida: ili kufanikiwa kutibu mgonjwa, ni muhimu kujua wakala wa kuambukiza haswa na uchague bacteriophage kibinafsi.

Phages pia inaweza kutumika prophylactically. Kwa mfano, Taasisi ya Utafiti ya Moscow ya Epidemiology na Microbiology. G. N. Gabrichevsky alitengeneza bidhaa ya kuzuia "FOODFAG" kulingana na jogoo wa bacteriophages, ambayo inapunguza hatari ya kuambukizwa na papo hapo. maambukizi ya matumbo. Uchunguzi wa kliniki umeonyesha kuwa ulaji wa kila wiki wa dawa hukuruhusu kuondoa hemolyzing Escherichia coli na bakteria zingine za pathogenic na nyemelezi, kusababisha dysbacteriosis matumbo.

Bacteriophages hutibu magonjwa ya kuambukiza sio tu ya watu, bali pia ya wanyama wa ndani na wa shamba: mastitis katika ng'ombe, colibacillosis na escherichiosis katika ndama na nguruwe, salmonellosis katika kuku ... Ni rahisi sana kutumia maandalizi ya phage katika kesi ya ufugaji wa samaki - kwa matibabu ya samaki na shrimp ya viwandani, kwa sababu hukaa ndani ya maji kwa muda mrefu. Bacteriophages pia husaidia kulinda mimea, ingawa utumiaji wa teknolojia ya fagio katika kesi hii ni ngumu kwa sababu ya ushawishi wa mambo asilia, kama vile jua na mvua, ambayo ni hatari kwa virusi.

Phages inaweza kuwa na jukumu kubwa katika kudumisha usalama wa microbiological wa chakula, kwa kuwa matumizi ya antibiotics na mawakala wa kemikali katika sekta ya chakula haina kutatua tatizo hili, wakati kupunguza kiwango cha urafiki wa mazingira wa bidhaa. Uzito wa shida yenyewe unathibitishwa na takwimu: kwa mfano, nchini Merika na Urusi, hadi kesi elfu 40 za salmonellosis husajiliwa kila mwaka, ambayo 1% hufa. Kuenea kwa maambukizi haya kwa kiasi kikubwa kunahusishwa na ufugaji, usindikaji na matumizi ya aina mbalimbali za kuku, na majaribio ya kutumia bacteriophages kupambana nayo yameonyesha matokeo ya kuahidi.

Ndiyo, kampuni ya Marekani Intralytix hutengeneza maandalizi ya fagio ili kupambana na listeriosis, salmonellosis na uchafuzi wa bakteria na Escherichia coli. Imeidhinishwa kutumika kama nyongeza ili kuzuia ukuaji wa bakteria kwenye chakula - hunyunyizwa kwenye nyama na bidhaa za kuku, na mboga mboga na matunda. Majaribio yameonyesha kuwa jogoo wa bacteriophages pia inaweza kutumika kwa mafanikio katika usafirishaji na uuzaji wa samaki wa bwawa hai ili kupunguza uchafuzi wa bakteria sio maji tu, bali pia samaki yenyewe.

Maombi ya wazi ya bacteriophages ni disinfection, yaani, uharibifu wa bakteria mahali ambapo haipaswi kuwa: katika hospitali, viwanda vya chakula, nk Kwa kusudi hili, kampuni ya Uingereza. Fasta Phage ilitengeneza njia ya kurekebisha maandalizi ya fagio kwenye nyuso, ambayo inahakikisha uhifadhi wa shughuli za kibiolojia phages hadi miaka mitatu.

Bacteriophages - "Drosophila" ya biolojia ya Masi

Mnamo 1946, katika kongamano la 11 katika maabara maarufu ya Amerika kwenye Bandari ya Cold Spring, nadharia ya "jeni moja - kimeng'enya kimoja" ilitangazwa. Mwanabakteria A. Hershey na mwanafizikia "wa zamani", mwanabiolojia wa molekuli M. Delbrück waliripoti juu ya ubadilishanaji wa sifa za kijeni kati ya fagio tofauti huku wakiambukiza seli za Escherichia coli kwa wakati mmoja. Ugunduzi huu, uliofanywa wakati ambapo carrier wa kimwili wa jeni bado haujajulikana, alishuhudia kwamba jambo la "recombination" - kuchanganya sifa za maumbile, ni tabia sio tu ya viumbe vya juu, bali pia ya virusi. Ugunduzi wa jambo hili baadaye ulifanya iwezekane kusoma kwa undani mifumo ya molekuli ya replication. Baadaye, majaribio ya bacteriophages yalifanya iwezekanavyo kuanzisha kanuni za muundo na uendeshaji wa mipango ya maumbile.

Mnamo 1952, A. Hershey na M. Chase walithibitisha kwa majaribio kwamba habari ya urithi wa bacteriophage T2 haijasimbwa sio katika protini, kama wanasayansi wengi waliamini, lakini katika molekuli za DNA (Hershey & Chase, 1952). Watafiti walifuata mchakato wa uzazi katika vikundi viwili vya bacteriophages, moja ikibeba protini zilizo na alama za radio na nyingine ikibeba molekuli za DNA. Baada ya kuambukizwa kwa bakteria zilizo na phages kama hizo, iliibuka kuwa DNA ya virusi tu hupitishwa kwa seli iliyoambukizwa, ambayo ilikuwa ushahidi wa jukumu lake katika uhifadhi na usambazaji wa habari za urithi.

Katika mwaka huo huo, wanajenetiki wa Marekani D. Lederberg na N. Zindler, katika jaribio lililohusisha aina mbili za Salmonella na bacteriophage ya P22, waligundua kwamba bacteriophage ina uwezo wa kuingiza vipande vya DNA vya bakteria mwenyeji wakati wa kuzaliana na kusambaza kwa bakteria nyingine. juu ya maambukizi (Zinder & Lederberg, 1952). Jambo hili la uhamishaji wa jeni kutoka kwa bakteria wafadhili hadi kwa bakteria ya mpokeaji limeitwa "transduction". Matokeo ya jaribio yakawa uthibitisho mwingine wa jukumu la DNA katika usambazaji wa habari za urithi.

Mnamo 1969, A. Hershey, M. Delbrück na mwenzao S. Luria wakawa washindi wa Tuzo ya Nobel "kwa uvumbuzi wao kuhusu utaratibu wa urudufishaji na muundo wa kijeni wa virusi."

Mnamo mwaka wa 1972, wakati wa kusoma mchakato wa urudufishaji (kunakili taarifa za seli) za E. koli DNA, R. Bird na wenzake walitumia bacteriophages kama uchunguzi wenye uwezo wa kuunganishwa kwenye jenomu ya seli ya bakteria na wakagundua kwamba mchakato wa urudufishaji unaendelea katika pande mbili kando ya kromosomu. (Stent, 1974).

Siku saba za Uumbaji

Njia za kisasa za biolojia ya syntetisk hufanya iwezekanavyo sio tu kufanya marekebisho mbalimbali kwa genomes ya phage, lakini pia kuunda phages ya kazi ya bandia kabisa. Kiteknolojia, hii sio ngumu, unahitaji tu kuunganisha genome ya phaji na kuitambulisha kwenye seli ya bakteria, na hapo itaanza taratibu zote muhimu kwa ajili ya awali ya protini na mkusanyiko wa chembe mpya za phaji. Katika maabara ya kisasa, kazi hii itachukua siku chache tu.

Marekebisho ya maumbile hutumiwa kubadili maalum ya phages na kuongeza ufanisi wao. athari ya matibabu. Ili kufanya hivyo, phaji zenye ukali zaidi hutolewa na miundo ya utambuzi ambayo inawafunga kwa bakteria inayolengwa. Pia, jeni zinazosimba protini zenye sumu kwa bakteria zinazoharibu kimetaboliki huingizwa kwenye jenomu za virusi - fagio kama hizo ni hatari zaidi kwa bakteria.

Bakteria wana njia kadhaa za ulinzi dhidi ya antibiotics na bacteriophages, moja ambayo ni uharibifu wa genomes ya virusi. kizuizi cha enzymes kutenda kwa mlolongo maalum wa nyukleotidi. Ili kuongeza shughuli za matibabu ya phages, kwa sababu ya kuzorota kwa kanuni za maumbile, mlolongo wa jeni zao zinaweza "kurekebishwa" kwa njia ya kupunguza idadi ya mlolongo wa nucleotide ambayo ni "nyeti" kwa enzymes, wakati wa kudumisha yao. sifa za kuweka kumbukumbu.

Njia ya ulimwengu ya kulinda bakteria kutoka kwa wote mvuto wa nje- inaitwa hivyo filamu za kibayolojia, filamu za DNA, polysaccharides, na protini ambazo bakteria huunda pamoja na ambapo hakuna antibiotics au protini za matibabu hupenya. Filamu hizo za kibayolojia ni maumivu ya kichwa Madaktari, kwa vile wanachangia uharibifu wa enamel ya jino, huundwa juu ya uso wa vipandikizi, catheters, viungo vya bandia, na vile vile ndani. njia ya upumuaji, juu ya uso wa ngozi, nk Ili kupambana na biofilms, bacteriophages maalum ilijengwa yenye encoding ya jeni ya enzyme maalum ya lytic ambayo huharibu polima za bakteria.

Enzymes "kutoka bacteriophage"

Idadi kubwa ya enzymes ambayo hutumiwa sana leo katika biolojia ya molekuli na uhandisi wa maumbile iligunduliwa kama matokeo ya utafiti juu ya bacteriophages.

Mfano mmoja kama huo ni vimeng'enya vya kizuizi, kikundi cha viini vya bakteria ambavyo hupasua DNA. Nyuma mapema miaka ya 1950. Ilibainika kuwa bacteriophages iliyotengwa na seli za aina moja ya bakteria mara nyingi huzaa vibaya katika aina inayohusiana kwa karibu. Ugunduzi wa jambo hili ulimaanisha kwamba bakteria wana mfumo wa kukandamiza uzazi wa virusi (Luria & Human, 1952). Matokeo yake, mfumo wa urekebishaji wa kizuizi cha enzymatic uligunduliwa, kwa msaada ambao bakteria waliharibu DNA ya kigeni ambayo ilikuwa imeingia kwenye seli. Kutengwa kwa vimeng'enya vya kizuizi (endonucleases za kizuizi) uliwapa wanabiolojia wa molekuli chombo cha thamani sana cha kuendesha DNA: kuingiza mlolongo mmoja hadi mwingine au kukata vipande vya mnyororo muhimu, ambayo hatimaye ilisababisha maendeleo ya teknolojia ya DNA recombinant.

Kimeng'enya kingine kinachotumiwa sana katika biolojia ya molekuli ni bacteriophage T4 DNA ligase, ambayo "huunganisha" ncha "zinazonata" na "bluu" za molekuli za DNA na RNA zenye nyuzi mbili. Na hivi majuzi, lahaja zilizobadilishwa vinasaba za enzyme hii na shughuli kubwa zimeonekana.

Nyingi za ligasi za RNA zinazotumika katika mazoezi ya maabara, ambazo "hushona" chembechembe za RNA na molekuli za DNA, pia hutoka kwa bacteriophages. Kwa asili, hutumikia hasa kutengeneza molekuli za RNA zilizovunjika. Watafiti kwa kawaida hutumia bacteriophage T4 RNA ligase, ambayo inaweza "kushona" polynucleotidi yenye nyuzi moja kwenye molekuli za RNA ili kuziweka lebo. Mbinu hii hutumiwa kuchambua muundo wa RNA, kutafuta tovuti za kuunganisha protini za RNA, awali ya oligonucleotide, nk Hivi karibuni, ligasi za RNA za thermostable zilizotengwa na bacteriophages rm378 na TS2126 zimeonekana kati ya enzymes zinazotumiwa mara kwa mara (Nordberg Karlsson, et 2010, nk. ; Hjorleifsdottir , 2014).

Kutoka kwa bacteriophages, baadhi ya kundi lingine la enzymes muhimu sana, polymerases, pia zilipatikana. Kwa mfano, bacteriophage T7 DNA polymerase "sahihi", ambayo imepata matumizi katika maeneo mbalimbali biolojia ya molekuli, kama vile mutagenesis inayoelekezwa kwenye tovuti, lakini hutumiwa hasa kubainisha muundo msingi wa DNA.

Polimasi ya DNA ya phage T7 iliyorekebishwa kwa kemikali imependekezwa kama chombo kamili kwa mpangilio wa DNA mapema kama 1987 (Tabor & Richardson, 1987). Marekebisho ya polymerase hii imeongeza ufanisi wake kwa mara kadhaa: kiwango cha upolimishaji wa DNA katika kesi hii hufikia nucleotides zaidi ya 300 kwa pili, hivyo inaweza kutumika kuimarisha vipande vikubwa vya DNA. Kimeng'enya hiki kilikuja kuwa mtangulizi wa sequenase, kimeng'enya kilichoundwa kijeni kilichoboreshwa kwa mpangilio wa DNA katika mmenyuko wa Sanger. Sequenase ina sifa ya ufanisi wa juu na uwezo wa kuingiza analogi za nucleotide katika mlolongo wa DNA, ambayo hutumiwa kuboresha matokeo ya mpangilio.

Asili ya bacteriophages pia ni polimerasi kuu za RNA zinazotumiwa katika biolojia ya molekuli (polymerasi za RNA zinazotegemea DNA) - vimeng'enya vinavyochochea mchakato wa unukuzi (kusoma nakala za RNA kutoka kwa kiolezo cha DNA). Hizi ni pamoja na polimerasi za SP6, T7, na T3 RNA, zilizopewa jina la bacteriophages husika SP6, T7, na T3. Enzymes hizi zote hutumiwa kwa usanisi wa in vitro wa nakala za antisense RNA, zilizo na lebo ya uchunguzi wa RNA, nk.

Jenomu ya kwanza ya DNA iliyofuatana kikamilifu ilikuwa φ174 faji genome, zaidi ya nyukleotidi 5000 kwa urefu (Sanger et al., 1977). Utambuzi huu ulifanywa na kikundi cha mwanabiolojia wa Kiingereza F. Sanger, muundaji wa njia maarufu ya mpangilio wa DNA ya jina moja.

Kinasi ya polynucleotide huchochea uhamishaji wa kikundi cha fosfati kutoka kwa molekuli ya ATP hadi mwisho wa 5' wa molekuli ya asidi ya nukleiki, ubadilishanaji wa vikundi 5' vya fosforasi, au fosforasi ya ncha 3' za mononucleotidi. Katika mazoezi ya maabara, bacteriophage T4 polynucleotide kinase hutumiwa sana. Kwa kawaida hutumiwa katika majaribio kuweka lebo ya DNA na isotopu ya fosforasi yenye mionzi. Polynucleotide kinase pia hutumika kutafuta maeneo ya vizuizi, alama za vidole za DNA na RNA, usanisi wa substrates za DNA au ligasi za RNA.

Katika majaribio ya kibiolojia ya molekuli, vimeng'enya vya bacteriophage kama vile T4 phage polynucleotide kinase, ambayo hutumiwa kwa kawaida kuweka lebo kwenye DNA na isotopu ya mionzi ya fosforasi, DNA na RNA, nk, pamoja na vimeng'enya ambavyo hupasua DNA, ambayo hutumiwa kupata moja. Violezo vya DNA vilivyofungwa, pia hutumika sana katika majaribio ya kibiolojia ya molekuli.

Kutumia njia za baiolojia ya syntetisk, iliwezekana pia kutengeneza bacteriophages iliyo na silaha za kisasa zaidi ambazo bakteria hutumia dhidi ya phages wenyewe. Ni kuhusu kuhusu mifumo ya bakteria ya CRISPR-Cas, ambayo ni changamano ya kimeng'enya cha nuklea ambacho hupasua DNA na mfuatano wa RNA unaoelekeza kitendo cha kimeng'enya hiki kwa kipande maalum cha jenomu ya virusi. Kipande cha DNA ya fagio hutumika kama "pointer", ambayo bakteria huhifadhi "kwa kumbukumbu" katika jeni maalum. Wakati kipande sawa kinapatikana ndani ya bakteria, tata hii ya protini-nucleotide huiharibu.

Baada ya kujua utaratibu wa uendeshaji wa mifumo ya CRISPR-Cas, watafiti walijaribu kuandaa phages wenyewe na "silaha" sawa, ambayo tata ya jeni iliyosindika kiini na kushughulikia mlolongo wa RNA inayosaidia maeneo maalum ya genome ya bakteria. kuletwa katika jenomu zao. "Lengo" inaweza kuwa jeni inayohusika na upinzani wa dawa nyingi. Majaribio yalipigwa taji na mafanikio kamili - phages vile kwa ufanisi mkubwa ziliathiri bakteria ambayo "waliwekwa".

Antibiotics ya phage

Kwa madhumuni ya matibabu, phages si lazima kutumika moja kwa moja. Zaidi ya mamilioni ya miaka ya mageuzi, bacteriophages wameunda safu ya protini maalum - zana za kutambua microorganisms lengo na kuendesha biopolymers ya mwathirika, kwa misingi ambayo dawa za antibacterial zinaweza kuundwa. Protini zenye kuahidi zaidi za aina hii ni vimeng'enya vya endolysin, ambazo fagio hutumia kuharibu ukuta wa seli wakati wa kutoka kwa bakteria. Kwa wenyewe, vitu hivi ni mawakala wa antibacterial wenye nguvu, wasio na sumu kwa wanadamu. Ufanisi na mwelekeo wa hatua zao zinaweza kuongezeka kwa kubadilisha miundo ya kushughulikia ndani yao - protini ambazo hufunga kwa bakteria fulani.

Bakteria nyingi hugawanywa kulingana na muundo wa ukuta wa seli katika gramu-chanya, utando ambao umefunikwa na safu nene sana ya peptidoglycans, na gram-negative, ambayo safu ya peptidoglycan iko kati ya membrane mbili. Matumizi ya endolysins asili yanafaa sana katika kesi ya bakteria ya gramu-chanya (staphylococci, streptococci, nk), kwani safu yao ya peptidoglycan iko nje. bakteria ya gramu-hasi (Pseudomonas aeruginosa, Salmonella, coli n.k.) ni shabaha isiyoweza kufikiwa, kwani kimeng'enya kinahitaji kupenya utando wa nje wa bakteria ili kufikia safu ya ndani ya peptidogliani.

Ili kuondokana na tatizo hili, kinachojulikana artilysins iliundwa - lahaja zilizobadilishwa za endolysini za asili zilizo na peptidi za polycationic au amphipathic ambazo huharibu utando wa nje na kuhakikisha utoaji wa endolysin moja kwa moja kwenye safu ya peptidoglycan. Artilysins ina shughuli kubwa ya baktericidal na tayari imeonyeshwa kuwa yenye ufanisi katika matibabu ya vyombo vya habari vya otitis katika mbwa (Briers et al., 2014).

Mfano wa endolysin iliyorekebishwa ambayo huchagua bakteria fulani ni dawa P128 ya kampuni ya Kanada. Ganga Gen Inc.. Ni kipande amilifu kibiolojia cha endolysini kilichounganishwa na lysostaphin, molekuli ya protini inayolenga ambayo hufungamana na uso wa seli za staphylococcal. Protini ya chimeric inayotokana ina shughuli nyingi dhidi ya aina mbalimbali za staphylococcus, ikiwa ni pamoja na wale walio na upinzani wa dawa nyingi.

"Counters" ya bakteria

Bakteriophages haitumiki tu kama wakala wa matibabu na "kiua viuatilifu", lakini pia kama zana rahisi na sahihi ya uchambuzi kwa mwanabiolojia. Kwa mfano, kwa sababu ya upekee wao wa juu, ni vitendanishi vya asili vya uchambuzi kwa kugundua bakteria ya aina fulani na shida.

Katika toleo rahisi zaidi la utafiti kama huo, bacteriophages anuwai ya utambuzi huongezwa kwenye sahani ya Petri iliyo na lishe iliyoingizwa na tamaduni ya bakteria. Ikiwa bakteria inageuka kuwa nyeti kwa phaji, basi mahali hapa pa "lawn" ya bakteria "plaque" huundwa - eneo la uwazi na seli za bakteria zilizouawa na lysed.

Kwa kuchambua kuzidisha kwa phages mbele ya bakteria inayolenga, mtu anaweza kuhesabu wingi wa mwisho. Kwa kuwa idadi ya chembe za phaji katika suluhisho itaongezeka kwa uwiano wa idadi ya seli za bakteria zilizomo ndani yake, inatosha kuamua titer ya bacteriophage kukadiria idadi ya bakteria.

Umuhimu na unyeti wa mmenyuko kama huo wa uchambuzi ni wa juu sana, na taratibu zenyewe ni rahisi kufanya na hazihitaji vifaa vya kisasa. Ni muhimu kwamba mifumo ya uchunguzi kulingana na bacteriophages iashirie kuwepo kwa pathojeni hai, wakati mbinu nyingine, kama vile PCR na mbinu za immunoanalytical, zinaonyesha tu kuwepo kwa biopolymers mali ya bakteria hii. Aina hii ya mbinu za uchunguzi zinafaa hasa kwa matumizi katika masomo ya mazingira, pamoja na katika sekta ya chakula na kilimo.

Sasa, mbinu maalum hutumiwa kutambua na kupima aina mbalimbali za microorganisms. aina za kumbukumbu fagio. Haraka sana, karibu mifumo ya uchambuzi wa wakati halisi inaweza kuundwa kwa misingi ya bacteriophages iliyobadilishwa vinasaba, ambayo, inapoingia kwenye seli ya bakteria, husababisha usanisi wa proteni za fluorescent (au zenye uwezo wa kuangaza), kama vile. luciferase. Wakati substrates muhimu zinaongezwa kwa kati hiyo, ishara ya luminescent itaonekana ndani yake, thamani ambayo inafanana na maudhui ya bakteria katika sampuli. Phaji kama hizo "zilizo na alama nyepesi" zimetengenezwa ili kugundua vimelea hatari - visababishi vya tauni, kimeta, kifua kikuu, na maambukizi ya mimea.

Pengine, kwa msaada wa phages iliyorekebishwa, itawezekana pia kutatua tatizo la muda mrefu la umuhimu wa kimataifa - kuendeleza mbinu za bei nafuu na za haraka za kuchunguza magonjwa ya kifua kikuu katika hatua ya awali ya ugonjwa huo. Kazi hii ni ngumu sana, kwani mycobacteria inayosababisha kifua kikuu ina sifa ya ukuaji wa polepole sana inapokuzwa. hali ya maabara. Kwa hiyo, uchunguzi wa ugonjwa huo kwa njia za jadi unaweza kuchelewa hadi wiki kadhaa.

Teknolojia ya Phage hurahisisha kazi hii. Kiini chake ni kwamba bacteriophage D29 huongezwa kwa sampuli za damu iliyochambuliwa, yenye uwezo wa kuambukiza. mbalimbali mycobacteria. Kisha bacteriophages hutenganishwa, na sampuli imechanganywa na utamaduni usio na pathogenic unaokua kwa kasi wa mycobacteria, pia ni nyeti kwa bacteriophage hii. Ikiwa hapo awali kulikuwa na mycobacteria katika damu ambayo iliambukizwa na phages, basi uzalishaji wa bacteriophage pia utazingatiwa katika utamaduni mpya. Kwa njia hii, seli moja za mycobacteria zinaweza kugunduliwa, na mchakato wa uchunguzi yenyewe umepunguzwa kutoka kwa wiki 2-3 hadi siku 2-5 (Swift & Rees, 2016).

Maonyesho ya Phage

Leo, bacteriophages hutumiwa sana kama mifumo rahisi kwa ajili ya uzalishaji wa protini na mali zinazohitajika. Hii ndio iliyotengenezwa miaka ya 1980. mbinu bora sana ya uteuzi wa molekuli - maonyesho ya fagio. Neno hili lilipendekezwa na Mmarekani J. Smith, ambaye alithibitisha kuwa kwa misingi ya Escherichia coli bacteriophages, inawezekana kuunda virusi vinavyoweza kubadilishwa ambavyo hubeba protini ya kigeni juu ya uso wake. Ili kufanya hivyo, jeni inayolingana huletwa kwenye genome ya phaji, ambayo inaunganishwa na jeni inayoweka moja ya protini za virusi vya uso. Bakteriofaji kama hizo zilizobadilishwa zinaweza kutengwa kutoka kwa mchanganyiko na phaji za aina ya mwitu kutokana na uwezo wa protini "kigeni" kujifunga kwa kingamwili maalum (Smith, 1985).

Hitimisho mbili muhimu zilifuatwa kutoka kwa majaribio ya Smith: kwanza, kwa kutumia teknolojia ya DNA inayojumuisha, inawezekana kuunda idadi kubwa ya watu wa 10 6 -10 14 chembe za fagio, ambayo kila moja hubeba lahaja tofauti za protini kwenye uso wake. Watu kama hao wanaitwa maktaba za fagio za mchanganyiko. Pili, kwa kutenganisha fagio fulani kutoka kwa idadi ya watu (kwa mfano, kuwa na uwezo wa kushikamana na protini fulani au molekuli ya kikaboni), fagio hii inaweza kuenezwa katika seli za bakteria na kupata idadi isiyo na kikomo ya kizazi na mali inayotaka.

Onyesho la fagio leo hutoa protini ambazo zinaweza kujifunga kwa malengo ya matibabu kwa hiari, kama vile zile zilizo wazi kwenye uso wa fagio M13 ambazo zinaweza kutambua na kuingiliana na seli za tumor. Jukumu la protini hizi katika chembe ya phaji ni "pakiti" ya asidi ya nucleic, hivyo inafaa kwa ajili ya kuunda madawa ya tiba ya jeni, tu katika kesi hii huunda chembe tayari na asidi ya nucleic ya matibabu.

Leo, kuna maeneo mawili kuu ya matumizi ya maonyesho ya fagio. Teknolojia inayotegemea peptide inatumiwa kuchunguza vipokezi na ramani za tovuti zinazofunga kingamwili, kubuni kingamwili na chanjo za nanova, na kuweka ramani za tovuti za kuunganisha sehemu ndogo za protini za vimeng'enya. Teknolojia kulingana na protini na vikoa vya protini - kwa uteuzi wa kingamwili zilizo na sifa zinazohitajika, uchunguzi wa mwingiliano wa protini-ligand, uchunguzi wa vipande vya DNA vilivyoonyeshwa na marekebisho yanayolengwa ya protini.

Kutumia maonyesho ya phage, inawezekana kuanzisha vikundi vya utambuzi katika aina zote za protini za virusi vya uso, na pia katika protini kuu inayounda mwili wa bacteriophage. Kwa kuanzisha peptidi zenye sifa zinazohitajika katika protini za uso, anuwai nzima ya bidhaa muhimu za kibayoteknolojia zinaweza kupatikana. Kwa mfano, ikiwa peptidi hii inaiga protini ya virusi hatari au bakteria inayotambuliwa na mfumo wa kinga, basi bacteriophage hiyo iliyobadilishwa ni chanjo ambayo inaweza kuzalishwa kwa urahisi, haraka na kwa usalama.

Ikiwa protini ya uso wa mwisho wa bacteriophage "inashughulikiwa" kwa seli za saratani, na ambatisha vikundi vya waandishi wa habari (kwa mfano, fluorescent au sumaku) kwa protini nyingine ya uso, kisha unapata zana ya kugundua uvimbe. Na ikiwa dawa ya cytotoxic pia huongezwa kwa chembe (na kemia ya kisasa ya bioorganic inafanya iwe rahisi kufanya hivyo), basi tunapata dawa inayolenga seli za saratani.

Mojawapo ya maombi muhimu ya maonyesho ya fagio ya protini ni uundaji wa maktaba za fagio za antibodies zinazojumuisha, ambapo vipande vya kuzuia antijeni vya immunoglobulins viko kwenye uso wa fd au chembe za M13. Maktaba za kingamwili za binadamu zina manufaa mahususi kwa sababu kingamwili hizo zinaweza kutumika katika matibabu bila kikomo. KATIKA miaka iliyopita soko la dawa la Marekani pekee huuza takriban kingamwili kadhaa za matibabu zilizoundwa kwa kutumia njia hii.

Viwango vya "viwanda".

Mbinu ya kuonyesha fagio pia imepata matumizi yasiyotarajiwa kabisa. Baada ya yote, bacteriophages kimsingi ni chembe za nanosized za muundo fulani, juu ya uso ambao protini ziko, ambazo, kwa kutumia maonyesho ya phage, zinaweza "kutolewa" na mali ya kumfunga hasa molekuli zinazohitajika. Nanoparticles kama hizo hufunguliwa uwezekano mpana zaidi kuunda vifaa na usanifu uliopewa na nanodevices za "smart" za Masi, wakati teknolojia zao za uzalishaji zitakuwa rafiki wa mazingira.

Kwa kuwa virusi ni muundo mgumu na uwiano fulani wa vipimo, hali hii inafanya uwezekano wa kuitumia kupata nanostructures za porous na eneo la uso linalojulikana na usambazaji unaohitajika wa pores katika muundo. Kama inavyojulikana, eneo la kichocheo ni kigezo muhimu kinachoamua ufanisi wake. Na teknolojia zilizopo za malezi ya safu nyembamba ya metali na oksidi zao kwenye uso wa bacteriophages hufanya iwezekane kupata vichocheo na uso wa kawaida uliokuzwa sana wa mwelekeo fulani. (Lee na wenzake, 2012).

Mtafiti wa MIT A. Belcher alitumia bacteriophage M13 kama kiolezo cha ukuaji wa rodi na chembechembe za nikeli na nanowires kwenye uso wa oksidi ya cerium. Nanoparticles za kichocheo zinazotokana huwezesha ubadilishaji wa ethanoli hadi hidrojeni, kwa hivyo, kichocheo hiki kinaweza kuwa muhimu sana kwa kuboresha zilizopo na kuunda seli mpya za mafuta ya hidrojeni. Kichocheo kinachokuzwa kwenye kiolezo cha virusi hutofautiana na kichocheo cha "kawaida" cha utunzi sawa katika uthabiti wa hali ya juu, huwa na uwezekano mdogo wa kuzeeka na kulemaza uso (Nam et al. . , 2012).

Kwa kufunika phages za filamentous na dhahabu na dioksidi ya indium, vifaa vya electrochromic vilipatikana - nanofilms za porous ambazo hubadilisha rangi wakati uwanja wa umeme unabadilika, wenye uwezo wa kukabiliana na mabadiliko katika uwanja wa umeme mara moja na nusu kwa kasi zaidi kuliko analogues inayojulikana. Nyenzo kama hizi zinaleta matumaini kwa kuunda vifaa vya skrini nyembamba vya kuokoa nishati (Nam et al., 2012).

Katika Massachusetts Taasisi ya Teknolojia bacteriophages ikawa msingi wa utengenezaji wa betri za umeme zenye nguvu sana na kompakt sana. Kwa hili, phages za M13 zilizobadilishwa vinasaba zilitumiwa, ambazo hazina madhara kwa wanadamu na zenye uwezo wa kuunganisha ions mbalimbali za chuma kwenye uso. Kama matokeo ya kujipanga kwa virusi hivi, miundo ya usanidi uliopeanwa ilipatikana, ambayo, wakati imefunikwa na chuma, iliunda nanowires ndefu, ambayo ikawa msingi wa anode na cathode. Wakati wa kuunda nyenzo za anode, virusi vinavyoweza kuunganisha dhahabu na oksidi ya cobalt ilitumiwa, kwa cathode - yenye uwezo wa kuunganisha phosphate ya chuma na fedha. Fagio la mwisho pia lilikuwa na uwezo wa "kuchukua" ncha za nanotube ya kaboni kwa sababu ya utambuzi wa Masi, ambayo ni muhimu ili kuhakikisha uhamishaji mzuri wa elektroni.

Nyenzo za seli za jua pia zimeundwa kulingana na muundo wa bacteriophage M13, dioksidi ya titan, na nanotubes za kaboni zenye ukuta mmoja (Dang et al., 2011).

Miaka ya hivi karibuni imekuwa alama ya utafiti wa kina juu ya bacteriophages, ambayo ni kupata maombi mapya si tu katika tiba, lakini pia katika bio- na nanotechnologies. Matokeo yao ya dhahiri ya vitendo yanapaswa kuwa kuibuka kwa mwelekeo mpya wenye nguvu wa dawa za kibinafsi, pamoja na kuundwa kwa teknolojia mbalimbali katika sekta ya chakula, dawa za mifugo, kilimo na katika uzalishaji wa vifaa vya kisasa. Tunatarajia kwamba karne ya pili ya utafiti wa bacteriophage italeta uvumbuzi mdogo kuliko ya kwanza.

Fasihi
1. Bacteriophages: biolojia na maombi / Ed.: E. Cutter, A. Sulakvelidze. M.: Ulimwengu wa kisayansi. 2012.
2. Stent G., Kalindar R. Jenetiki ya Masi. M.: Mir. 1974. 614 p.
3. Tikunova N. V., Morozova V. V. Maonyesho ya Phage kulingana na bacteriophages ya filamentous: maombi ya uteuzi wa antibodies recombinant // Acta Naturae. 2009. Nambari 3. C. 6-15.
4. Mc Grath S., van Sinderen D. Bacteriophage: Jenetiki na Biolojia ya Molekuli. Horizon Scientific Press, 2007.

№ 10-2013

Picha iliyopigwa na hadubini ya elektroni,
inaonyesha mchakato wa kurekebisha bacteriophages (coliphages T1) kwenye uso wa bakteria E. coli.

Mwishoni mwa karne ya 20, ikawa wazi kwamba bakteria bila shaka hutawala ulimwengu wa dunia, uhasibu kwa zaidi ya 90% ya biomass yake. Kila aina ina aina nyingi maalum za virusi. Kulingana na makadirio ya awali, idadi ya spishi za bacteriophage ni karibu 10 15. Ili kuelewa ukubwa wa takwimu hii, tunaweza kusema kwamba ikiwa kila mtu duniani atagundua bacteriophage mpya kila siku, basi itachukua miaka 30 kuelezea wote.

Kwa hivyo, bacteriophages ni viumbe vidogo vilivyojifunza katika biosphere yetu. Wengi wa bacteriophages inayojulikana leo ni ya utaratibu Caudovirales - virusi vya mkia. Chembe zao zina ukubwa wa 50 hadi 200 nm. Mkia wa urefu tofauti na maumbo huhakikisha kushikamana kwa virusi kwenye uso wa bakteria mwenyeji, kichwa (capsid) hutumika kama hifadhi ya genome. DNA ya genomic husimba protini za kimuundo zinazounda "mwili" wa bacteriophage na protini zinazohakikisha kuzidisha kwa fagio ndani ya seli wakati wa kuambukizwa.

Tunaweza kusema kwamba bacteriophage ni nanoobject ya asili ya hali ya juu. Kwa mfano, mikia ya fagio ni "sindano ya molekuli" ambayo hutoboa ukuta wa bakteria na kuingiza DNA yake kwenye seli inapojibana. Kuanzia wakati huu, mzunguko wa kuambukiza huanza. Hatua zake zaidi zinajumuisha kubadili mifumo ya maisha ya bakteria kutumikia bacteriophage, kuzidisha genome yake, kujenga nakala nyingi za bahasha za virusi, ufungaji wa DNA ya virusi ndani yao, na, hatimaye, uharibifu (lysis) ya seli ya jeshi.

Bakteriophage sio kiumbe hai, lakini nanomechanism ya molekuli iliyoundwa na asili.
Mkia wa bacteriophage ni sindano inayotoboa ukuta wa bakteria na kuingiza DNA ya virusi.
ambayo huhifadhiwa kwenye kichwa (capsid), ndani ya seli.

Mbali na ushindani wa mara kwa mara wa mabadiliko ya mifumo ya ulinzi katika bakteria na mashambulizi katika virusi, sababu ya usawa wa sasa inaweza kuzingatiwa kama ukweli kwamba bacteriophages maalum katika hatua yao ya kuambukiza. Ikipatikana koloni kubwa bakteria, ambapo vizazi vifuatavyo vya phages vitapata waathirika wao, basi uharibifu wa bakteria kwa lytic (kuua, halisi - kufuta) phages huendelea haraka na kwa kuendelea.

Ikiwa hakuna waathirika wa kutosha au hali ya nje haifai sana kwa uzazi wa ufanisi wa phages, basi phaji zilizo na mzunguko wa maendeleo ya lysogenic hupata faida. Katika kesi hiyo, baada ya kuanzishwa kwa DNA ya phaji ndani ya bakteria, haitoi mara moja utaratibu wa maambukizi, lakini kwa wakati huu iko ndani ya seli katika hali ya passive, mara nyingi huvamia genome ya bakteria.

Katika hali hii ya prophage, virusi vinaweza kuwepo kwa muda mrefu, kupitia mizunguko ya mgawanyiko wa seli pamoja na kromosomu ya bakteria. Na tu wakati bakteria inapoingia katika mazingira mazuri kwa uzazi, mzunguko wa lytic wa maambukizi umeanzishwa. Wakati huo huo, wakati DNA ya phaji inatolewa kutoka kwa chromosome ya bakteria, mikoa ya jirani ya genome ya bakteria mara nyingi hukamatwa, na yaliyomo ndani yake yanaweza kuhamishiwa kwa bakteria inayofuata, ambayo bacteriophage huambukiza. Utaratibu huu (ubadilishaji wa jeni) unazingatiwa njia muhimu zaidi uhamisho wa habari kati ya prokaryotes - viumbe bila viini vya seli.

Jinsi bacteriophage inavyofanya kazi

Ujanja huu wote wa Masi haukujulikana katika muongo wa pili wa karne ya ishirini, wakati "mawakala wa kuambukiza wasioonekana ambao huharibu bakteria" waligunduliwa. Lakini hata bila darubini ya elektroni, ambayo ilitumiwa kwa mara ya kwanza mwishoni mwa miaka ya 1940 kupata picha za bacteriophages, ilikuwa wazi kwamba wana uwezo wa kuharibu bakteria, ikiwa ni pamoja na pathogens. Mali hii ilidaiwa mara moja na dawa.

Majaribio ya kwanza ya kutibu ugonjwa wa kuhara, maambukizo ya jeraha, kipindupindu, typhoid na hata tauni na phages yalifanyika kwa uangalifu kabisa, na mafanikio yalionekana kuwa ya kushawishi. Lakini baada ya kuanza kwa uzalishaji wa wingi na matumizi ya maandalizi ya phaji, euphoria iligeuka kuwa tamaa. Kidogo sana kilijulikana kuhusu bacteriophages ni nini, jinsi ya kuzalisha, kusafisha na kutumia fomu zao za kipimo. Inatosha kusema kwamba, kwa mujibu wa matokeo ya mtihani uliofanywa nchini Marekani mwishoni mwa miaka ya 1920, bacteriophages sahihi haikupatikana katika maandalizi mengi ya fagio ya viwanda.

Tatizo la antibiotics

Nusu ya pili ya karne ya ishirini katika dawa inaweza kuitwa "zama za antibiotics". Walakini, Alexander Fleming, mgunduzi wa penicillin, alionya katika hotuba yake ya Nobel kwamba upinzani wa microbial kwa penicillin hutokea haraka sana. Kwa wakati huu, upinzani wa antibiotic umeshindwa na maendeleo ya aina mpya za dawa za antimicrobial. Lakini tangu miaka ya 1990, imekuwa wazi kwamba ubinadamu unapoteza "mbio ya silaha" dhidi ya microbes.

Kwanza kabisa, matumizi yasiyodhibitiwa ya antibiotics ni ya kulaumiwa, si tu katika matibabu, bali pia katika madhumuni ya kuzuia, na si tu katika dawa, lakini pia katika kilimo, sekta ya chakula na maisha ya kila siku. Matokeo yake, upinzani wa madawa haya ulianza kuendeleza sio tu katika bakteria ya pathogenic, lakini pia katika microorganisms za kawaida wanaoishi katika udongo na maji, na kuwafanya "pathogens ya masharti".

Bakteria hawa hustawi ndani taasisi za matibabu, mabomba ya kujaza, samani, vifaa vya matibabu, wakati mwingine hata ufumbuzi wa disinfectant. Kwa watu walio na kinga dhaifu, ambayo ni wengi katika hospitali, husababisha matatizo makubwa.

Haishangazi jumuiya ya matibabu inapiga kengele. Mnamo mwaka wa 2012, Mkurugenzi Mkuu wa WHO Margaret Chan alitoa taarifa akitabiri mwisho wa enzi ya antibiotics na kutokuwa na ulinzi wa binadamu dhidi ya magonjwa ya kuambukiza. Hata hivyo, uwezekano wa vitendo kemia ya mchanganyiko - misingi ya sayansi ya dawa - iko mbali na kumalizika. Jambo lingine ni maendeleo mawakala wa antimicrobial- mchakato wa gharama kubwa sana ambao hauleti faida kama dawa zingine nyingi. Kwa hivyo hadithi za kutisha kuhusu "superbugs" ni onyo zaidi ambalo huwahimiza watu kutafuta suluhu mbadala.

Bacteriophages na kinga

Kwa kuwa kuna maelfu ya bacteriophages katika asili na mara kwa mara huingia ndani ya mwili wa binadamu na maji, hewa na chakula, mfumo wa kinga huwapuuza tu. Kuna hata dhana kuhusu symbiosis ya bacteriophages katika utumbo, ambayo inasimamia microflora ya matumbo. Inawezekana kufikia aina fulani ya mmenyuko wa kinga tu kwa utawala wa muda mrefu ndani ya mwili. dozi kubwa fagio.

Lakini kwa njia hii, unaweza kufikia mzio kwa karibu dutu yoyote. Hatimaye, ni muhimu sana kwamba bacteriophages ni ya gharama nafuu. Ukuzaji na utengenezaji wa dawa inayojumuisha bakteria zilizochaguliwa kwa usahihi na jenomu zilizoamuliwa kikamilifu, zinazokuzwa kulingana na viwango vya kisasa vya kibayoteknolojia kwenye aina fulani za bakteria kwenye media safi ya kemikali na iliyosafishwa sana, ni maagizo ya bei nafuu zaidi kuliko viuavijasumu changamano vya kisasa.

Hii inafanya uwezekano wa kukabiliana haraka na maandalizi ya matibabu ya phage kwa kubadilisha seti za bakteria ya pathogenic na kutumia bacteriophages katika dawa ya mifugo, ambapo dawa za gharama kubwa haikubaliki kiuchumi.

Katika huduma ya matibabu

Inaonekana ni mantiki kwamba kuna ufufuo wa nia ya kutumia bacteriophages, maadui wa asili wa bakteria, kutibu maambukizi. Hakika, wakati wa miongo ya "zama za antibiotics", bacteriophages ilitumikia kikamilifu sayansi, sio dawa, lakini biolojia ya msingi ya molekuli. Inatosha kutaja decoding ya "triplets" ya kanuni ya maumbile na mchakato wa recombination DNA. Kutosha sasa inajulikana kuhusu bacteriophages ili kuchagua phages zinazofaa kwa madhumuni ya matibabu.

Bacteriophages ina faida nyingi kama dawa zinazowezekana. Kwanza kabisa, kuna maelfu yao. Ingawa kubadilisha vifaa vya maumbile ya bacteriophage pia ni rahisi zaidi kuliko ile ya bakteria, na hata zaidi katika viumbe vya juu, Hiyo sio lazima. Unaweza daima kupata kitu kinachofaa katika asili. Ni zaidi juu ya uteuzi, kurekebisha mali zinazohitajika na uzazi wa bacteriophages muhimu.

Hii inaweza kulinganishwa na ufugaji wa mifugo ya mbwa - sledding, walinzi, uwindaji, hounds, mapigano, mapambo ... Wote wanabaki mbwa, lakini wameboreshwa kwa aina fulani ya hatua, muhimu kwa mtu. Pili, bacteriophages ni maalum kabisa, ambayo ni, huharibu aina fulani tu ya vijidudu bila kuzuia. microflora ya kawaida mtu.

Tatu, bacteriophage inapopata bakteria ambayo inapaswa kuharibu, huanza kuzidisha wakati wa mzunguko wa maisha. Kwa hivyo, swali la kipimo huwa sio kali sana. Nne, bacteriophages haina kusababisha madhara. Matukio yote ya athari ya mzio wakati wa kutumia bacteriophages ya matibabu yalisababishwa na uchafu, ambayo madawa ya kulevya hayakutakaswa vya kutosha, au kwa sumu iliyotolewa wakati wa kifo kikubwa cha bakteria. Jambo la mwisho, "athari ya Herxheimer", mara nyingi huzingatiwa na matumizi ya antibiotics.

Pande mbili za sarafu

Kwa bahati mbaya, bacteriophages ya matibabu pia ina mapungufu mengi. Tatizo muhimu zaidi linatokana na faida ya maalum ya juu ya phages. Kila bacteriophage huambukiza aina iliyofafanuliwa madhubuti ya bakteria, sio hata spishi za taxonomic, lakini idadi ya aina nyembamba, aina. Kwa kusema, kana kwamba mbwa walinzi alianza kubweka tu kwa majambazi wenye urefu wa mita mbili waliovalia makoti meusi ya mvua, na hakujibu hata kidogo kwa kijana aliyevalia kaptula akipanda ndani ya nyumba.

Kwa hiyo, matukio ya matumizi yasiyofaa sio ya kawaida kwa maandalizi ya sasa ya phaji. Dawa iliyotengenezwa dhidi ya seti fulani ya matatizo na kutibu kikamilifu tonsillitis ya streptococcal huko Smolensk inaweza kuwa haina nguvu dhidi ya ishara zote za tonsillitis sawa huko Kemerovo. Ugonjwa huo ni sawa, unaosababishwa na microbe sawa, na matatizo ya streptococcus katika mikoa tofauti ni tofauti.

Kwa matumizi bora zaidi ya bacteriophage, uchunguzi sahihi ni muhimu. microbe ya pathogenic, hadi kuchuja. Njia ya kawaida ya uchunguzi sasa - inoculation ya utamaduni - inachukua muda mwingi na haitoi usahihi unaohitajika. Mbinu za haraka - kuandika kwa kutumia mmenyuko wa mnyororo wa polymerase au spectrometry ya wingi - huletwa polepole kutokana na gharama kubwa ya vifaa na mahitaji ya juu kwa sifa za wasaidizi wa maabara. Bora zaidi, uteuzi wa vipengele vya phaji bidhaa ya dawa inaweza kufanyika dhidi ya maambukizi ya kila mgonjwa binafsi, lakini hii ni ghali na haikubaliki katika mazoezi.

Hasara nyingine muhimu ya phages ni asili yao ya kibiolojia. Mbali na ukweli kwamba bacteriophages zinahitaji hali maalum kuhifadhi na usafiri, njia hiyo ya matibabu inafungua uvumi mwingi juu ya mada ya "DNA ya kigeni katika mtu." Na ingawa inajulikana kuwa bacteriophage, kimsingi, haiwezi kuambukiza seli ya mwanadamu na kuanzisha DNA yake ndani yake, si rahisi kubadilisha maoni ya umma.

Kutoka kwa asili ya kibiolojia na badala kubwa, kwa kulinganisha na madawa ya chini ya Masi (antibiotics sawa), ukubwa hufuata kizuizi cha tatu - tatizo la kutoa bacteriophage ndani ya mwili. Ikiwa maambukizi ya microbial yanaendelea ambapo bacteriophage inaweza kutumika moja kwa moja kwa namna ya matone, dawa au enema - kwenye ngozi, majeraha ya wazi, kuchoma, utando wa mucous wa nasopharynx, masikio, macho, tumbo kubwa - basi hakuna matatizo.

Lakini ikiwa maambukizi hutokea katika viungo vya ndani, hali ni ngumu zaidi. Matukio ya matibabu ya mafanikio ya maambukizi ya figo au wengu na utawala wa kawaida wa mdomo wa maandalizi ya bacteriophage yanajulikana. Hata hivyo, utaratibu wa kupenya kwa kiasi kikubwa (100 nm) chembe za phaji kutoka tumbo hadi kwenye damu na ndani ya viungo vya ndani haueleweki vizuri na hutofautiana sana kutoka kwa mgonjwa hadi mgonjwa. Bacteriophages pia haina nguvu dhidi ya vijidudu ambavyo hukua ndani ya seli, kama vile kifua kikuu na ukoma. Kupitia ukuta seli ya binadamu bacteriophage haiwezi kupita.

Ikumbukwe kwamba kupinga matumizi ya bacteriophages na antibiotics katika madhumuni ya matibabu haifuati. Kwa hatua yao ya pamoja, uimarishaji wa pamoja wa athari ya antibacterial huzingatiwa. Hii inaruhusu, kwa mfano, kupunguza kipimo cha antibiotics kwa maadili ambayo hayasababishi athari zilizotamkwa. Ipasavyo, utaratibu wa ukuzaji wa upinzani katika bakteria kwa sehemu zote mbili za dawa iliyojumuishwa ni karibu haiwezekani.

Upanuzi wa arsenal ya dawa za antimicrobial hutoa digrii zaidi za uhuru katika uchaguzi wa mbinu za matibabu. Kwa hivyo, maendeleo ya kisayansi ya dhana ya kutumia bacteriophages katika tiba ya antimicrobial ni mwelekeo wa kuahidi. Bacteriophages haitumiki sana kama mbadala, lakini kama nyongeza na uboreshaji katika vita dhidi ya maambukizo.

SENTIMITA. ZAKHARENKO, Mgombea wa Sayansi ya Tiba, Profesa Mshiriki, Kijeshi Chuo cha matibabu yao. SENTIMITA. Kirov, St

Bacteriophages ni microorganisms ya kipekee, kwa misingi ambayo kundi maalum la maandalizi ya matibabu na prophylactic imeundwa kwa suala la mali na sifa zao. Taratibu za asili za kifiziolojia za mwingiliano kati ya fagio na bakteria msingi wa kitendo chao hufanya iwezekane kutabiri aina nyingi zisizo na kikomo za bacteriophages zenyewe na njia zinazowezekana za kuzitumia. Kadiri mkusanyiko wa bacteriophage unavyopanuka, vimelea vipya vinavyolengwa bila shaka vitatokea, na aina mbalimbali za magonjwa ambayo fagio zinaweza kutumika kama tiba moja na kama sehemu ya tiba tata zitapanuka.

Kwa hivyo, matumizi ya polyvalent pyobacteriophage Sextaphage katika matibabu ya necrosis ya kongosho iliyoambukizwa (Perm State Medical Academy iliyopewa jina la Academician E.A. Wagner) ilifanya iwezekanavyo kurejesha haraka vigezo kuu vya homeostasis na kazi za viungo na mifumo kwa wagonjwa. Pia kumekuwa na upungufu mkubwa wa idadi hiyo matatizo ya baada ya upasuaji na vifo: katika kundi la wagonjwa waliotibiwa kwa tiba ya kawaida, vifo vilikuwa 100%, wakati katika kikundi walitibiwa na BF - 16.6%.

Kwa sababu ya kutokuwa na madhara na reactogenicity ya maandalizi ya BF, inawezekana kuitumia katika mazoezi ya watoto, pamoja na watoto wachanga. Uzoefu wa Hospitali ya Kliniki ya Mkoa ya Watoto ya Nizhny Novgorod ni ya kuvutia, ambapo wakati wa matatizo ya hali ya epidemiological, pamoja na hatua za kawaida za kupambana na janga, BP - Intesti-bacteriophage na BP Pseucfomonas aeruginosa zilitumiwa. Kupungua kwa mara 11 kwa matukio ya maambukizi ya nosocomial ya Pseudomonas aeruginosa kulionyesha ufanisi mkubwa wa matumizi ya BP. Maandalizi ya BF yanaweza kuagizwa wote kwa ajili ya matibabu ya dysbacteriosis na matatizo ya mfumo wa utumbo, na kwa kuzuia ukoloni wa utando wa mucous wa njia ya utumbo na bakteria nyemelezi. Maandalizi ya vipengele vingi vya BF ni bora kwa misaada ya haraka ya ishara za kwanza za ugonjwa wa utumbo.

Hadi sasa, biashara imeelezea maeneo kadhaa ya kipaumbele kwa ajili ya maendeleo na uzalishaji wa bacteriophages ya matibabu na prophylactic, ambayo yanahusiana na mwenendo mpya wa kimataifa unaojitokeza. Maandalizi mapya yanaundwa na kuletwa: BF dhidi ya serrations na enterobacteria imetengenezwa, kazi inaendelea kuunda maandalizi ya fagio dhidi ya Helicobacter pylori.

Ni mtengenezaji mmoja tu wa dawa hizi - NPO Microgen, kulingana na ripoti ya naibu mkuu wa idara ya sayansi na maendeleo ya ubunifu Alla Lobastova, hutoa vifurushi zaidi ya milioni 2 kila mwaka. Kwa bahati mbaya, mawazo ya madaktari wengi kuhusu bacteriophages ni mbali na kuwa lengo. Sio watu wengi wanaojua kuwa bacteriophages inayofanya kazi dhidi ya pathojeni sawa inaweza kuwa ya familia tofauti, kuwa na mizunguko tofauti ya maisha, nk Kwa mfano, P. aeruginosa bacteriophages ni ya familia Myoviridae, Podoviridae, Siphoviridae, mzunguko wa maisha au wastani. Aina tofauti za pathojeni sawa zinaweza kuwa na unyeti tofauti kwa bacteriophages. Wataalamu wengi wanajua (kusikia, mtu aliyetumiwa) kuhusu kuwepo kwa kioevu na kibao fomu ya kipimo maandalizi ya matibabu na prophylactic ya bacteriophages. Walakini, wigo wao ni mpana zaidi, ambao unaweza kuhusishwa na faida zisizo na masharti, haswa kwa kuchanganya na njia mbalimbali za utawala (kumeza, utawala katika enemas, maombi, umwagiliaji wa majeraha na utando wa mucous, kuanzishwa kwa mashimo ya jeraha, nk). . Faida dhahiri za bacteriophages jadi ni pamoja na athari maalum kwa idadi ndogo ya bakteria, kuwepo kwa muda mdogo (mpaka idadi inayolengwa ya vijidudu inatoweka), kutokuwepo kwa athari kama vile sumu na sumu. athari za mzio, athari za dysbiotic, nk Dawa hizi zinaweza kutumika katika aina mbalimbali makundi ya umri na wakati wa ujauzito. Bacteriophages wenyewe sio allergener muhimu. Matukio ya kutovumilia kwa maandalizi ya bacteriophage yanahusishwa zaidi na mmenyuko wa vipengele vya kati ya virutubisho. Wazalishaji wote wakuu wa kundi hili la madawa ya kulevya wanajitahidi kwa ubora wa juu wa vipengele vilivyotumiwa, ambayo hupunguza uwezekano wa athari hizo. Katika muktadha wa kuongezeka kwa upinzani wa viuavijasumu, waandishi wengine wanapendekeza kuzingatia bacteriophages kama mbadala bora ya viua vijasumu. Maandalizi ya matibabu na prophylactic ya bacteriophages ni mchanganyiko wa mchanganyiko uliochaguliwa maalum (tata ya virusi vya bakteria yenye virusi vya polyclonal iliyochaguliwa hasa dhidi ya makundi ya kawaida ya vimelea vya maambukizi ya bakteria) kulingana na makusanyo ya fagio ya mtengenezaji. Matawi ya Federal State Unitary Enterprise NPO Microgen huko Ufa, Perm na Nizhny Novgorod ni vituo vya kisasa vya uzalishaji wa dawa hizo. Uwezo wa kuunda umeboreshwa microorganisms pathogenic maandalizi ya matibabu na prophylactic ya bacteriophages ni faida nyingine kubwa ya kundi hili la maandalizi. Ukuaji wa upinzani wa bakteria kwa dawa za antimicrobial na polyetiolojia inayotokea mara nyingi ya magonjwa ya kuambukiza ya kisasa inahitaji tiba ya pamoja ya antibiotic (mbili, tatu, na wakati mwingine zaidi. antimicrobials) Ili kuchagua regimen ya tiba ya antibiotic yenye ufanisi, pamoja na unyeti halisi wa bakteria kwa madawa ya kulevya, ni muhimu kuzingatia idadi kubwa ya mambo. Tiba ya Phage pia ina faida fulani katika suala hili. Kwa upande mmoja, matumizi ya mchanganyiko wa bacteriophages haipatikani na mwingiliano wao na kila mmoja na haiongoi mabadiliko katika mipango ya maombi yao. Ndani ya seti iliyopo ya bacteriophages ya matibabu, kuna idadi ya mchanganyiko uliothibitishwa vizuri - bacteriophage coliproteus, pyobacteriophage polyvalent, intesti-bacteriophage. Kwa upande mwingine, bakteria hawana njia za kawaida za kupinga antibiotics na phages, kwa hiyo, zinaweza kutumika wote wakati pathogen ni sugu kwa moja ya madawa ya kulevya, na kwa mchanganyiko "antibiotic + bacteriophage". Mchanganyiko huu ni mzuri hasa kwa kuharibu biofilms ya microbial. Jaribio lilionyesha kwa uthabiti kwamba matumizi ya pamoja ya wapinzani wa chuma na bacteriophage yanaweza kuvuruga uundaji wa biofilms ya Klebsiella pneumoniae. Wakati huo huo, kupungua kwa kiasi kikubwa kwa idadi ya microbial na kupungua kwa idadi ya seli "vijana" hujulikana. Moja zaidi kipengele muhimu hatua ya bacteriophages ni jambo kama vile introduktionsutbildning ya apoptosis. Baadhi ya aina za E. koli zina jeni zinazosababisha kifo cha seli baada ya kuanzishwa kwa bacteriophage ya T4 ndani yake. Kwa hivyo, kwa kujibu usemi wa jeni za marehemu za fagio la T4, jeni inayowaka (husimba protease ambayo huharibu sababu ya elongation ya EF-Tu muhimu kwa usanisi wa protini) huzuia usanisi wa protini zote za seli. Jeni ya prrC husimba kiini ambacho hupasua lysine tRNA. Nuclease imeamilishwa na bidhaa ya gene T4 phage stp. Katika seli zilizoathiriwa na koromeo T4, jeni za rex (zinazomilikiwa na genome ya faji na zilizoonyeshwa katika seli za lysogenic) husababisha uundaji wa njia za ioni, na kusababisha upotezaji wa ioni muhimu na seli na kifo. Phaji ya T4 yenyewe inaweza kuzuia kifo cha seli kwa kufunga njia na protini zake, bidhaa za jeni za rII. Katika kesi ya malezi ya upinzani wa bakteria kwa antibiotic, mtu anapaswa kutafuta chaguzi mpya za kurekebisha molekuli hai au vitu vipya vya kimsingi. Kwa bahati mbaya, katika miaka ya hivi karibuni, kasi ya kuanzishwa kwa antibiotics mpya imepungua kwa kiasi kikubwa. Hali na bacteriophages kimsingi ni tofauti. Mkusanyiko wa watengenezaji wakuu ni pamoja na aina kadhaa za bacteriophage zilizotengenezwa tayari na hujazwa tena na phages mpya zinazofanya kazi. Kutokana na ufuatiliaji wa mara kwa mara wa unyeti wa vimelea vya pekee kwa bacteriophages, wazalishaji hurekebisha nyimbo za phaji zinazotolewa kwa mikoa. Shukrani kwa bacteriophages iliyobadilishwa, inawezekana kuondoa milipuko ya maambukizo ya nosocomial yanayosababishwa na aina sugu za antibiotic.

Inapochukuliwa kwa mdomo, bacteriophages hufikia haraka lengo la ujanibishaji wa maambukizi: inapochukuliwa kwa mdomo na wagonjwa walio na magonjwa ya uchochezi ya purulent, phages huingia ndani ya damu baada ya saa, baada ya masaa 1-1.5 hugunduliwa kutoka kwa exudate ya bronchopulmonary na kutoka kwa uso wa kuchoma. majeraha, baada ya masaa 2 - kutoka kwa mkojo , na pia kutoka kwa maji ya cerebrospinal ya wagonjwa wenye majeraha ya craniocerebral.

Kwa hivyo, bacteriophages ni microorganisms ya kipekee, kwa misingi ambayo kundi maalum la maandalizi ya matibabu na prophylactic imeundwa kwa suala la mali na sifa zao. Taratibu za asili za kifiziolojia za mwingiliano kati ya fagio na bakteria msingi wa kitendo chao hufanya iwezekane kutabiri aina nyingi zisizo na kikomo za bacteriophages zenyewe na njia zinazowezekana za kuzitumia. Kadiri mkusanyiko wa bacteriophage unavyopanuka, vimelea vipya vinavyolengwa bila shaka vitatokea, na aina mbalimbali za magonjwa ambayo fagio zinaweza kutumika kama tiba moja na kama sehemu ya tiba tata zitapanuka. Mtazamo wa kisasa wa hatima ya baadaye ya tiba ya phage inapaswa kutegemea hali ya juu ya hatua zao na kwa hitaji la kufuata kwa uangalifu sheria zote za tiba ya phaji. Kutofautisha bacteriophages na njia yoyote ya tiba ya etiotropiki ni makosa.

Kwa mara ya kwanza, dhana kwamba bacteriophages ni virusi ilifanywa. D. Errel. Katika siku zijazo, virusi vya fungi, nk, viligunduliwa, walianza kuwaita phages.

Mofolojia ya fagio.

Ukubwa - 20 - 200nm. Fagio nyingi zina umbo la viluwiluwi. Phaji ngumu zaidi ni pamoja na kichwa cha polyhedral kilicho na asidi ya nucleic, shingo na michakato. Mwishoni mwa mchakato ni sahani ya basal, na filaments na meno yanayotoka kutoka humo. Nyuzi hizi na meno hutumikia kuunganisha fagio kwenye ganda la bakteria. Phages iliyopangwa zaidi katika sehemu ya mbali ya mchakato ina enzyme - lisozimu. Enzyme hii inachangia kufutwa kwa membrane ya bakteria wakati wa kupenya kwa phaji NK kwenye saitoplazimu. Katika phages nyingi, mchakato umezungukwa na sheath, ambayo katika baadhi ya phages inaweza mkataba.

Kuna vikundi 5 vya kimofolojia

1. Bacteriophages na mchakato mrefu na ala ya kuambukizwa
2. Phages na mchakato mrefu lakini si ala contractile
3. Phages yenye mkia mfupi
4. Phages na analog ya mchakato
5. Filamentous phages

Muundo wa kemikali.

Phages ni pamoja na asidi nucleic na protini. Wengi wao huwa na DNA yenye nyuzi 2 iliyofungwa kwenye pete. Baadhi ya fagio huwa na uzi mmoja wa DNA au RNA.

Ganda la fagio - capsid, linajumuisha subunits za protini zilizoagizwa - capsomeres.

Phages iliyopangwa zaidi katika sehemu ya mbali ya mchakato ina enzyme - lisozimu. Enzyme hii inachangia kufutwa kwa membrane ya bakteria wakati wa kupenya kwa phaji NK kwenye saitoplazimu.

Phages huvumilia kufungia, inapokanzwa hadi 70, na kukausha vizuri. Nyeti kwa asidi, UV na kuchemsha. Phages huambukiza bakteria iliyofafanuliwa madhubuti kwa kuingiliana na vipokezi maalum vya seli.

Kulingana na maalum ya mwingiliano -

Polyphages - kuingiliana na aina kadhaa za bakteria zinazohusiana

Monophages - phages ya aina - kuingiliana na aina moja ya bakteria

Aina ya fagio - huingiliana na lahaja za kibinafsi za bakteria ndani ya spishi.

Kwa mujibu wa hatua ya phages ya kawaida, aina inaweza kugawanywa katika safu ya fagio. Mwingiliano wa phages na bakteria unaweza kuendelea aina yenye tija, tija na shirikishi.

aina ya uzalishaji- kizazi cha phage huundwa, na kiini ni lysed

Pamoja na tija- kiini kinaendelea kuwepo, mchakato wa mwingiliano unaingiliwa katika hatua ya awali

Aina ya kuunganisha- genome ya phaji inaunganishwa kwenye chromosome ya bakteria na inashirikiana nayo.

Kulingana na aina ya mwingiliano, kuna phages mbaya na ya wastani.

Virulent kuingiliana na bakteria kwa njia yenye tija. Mwanzoni, phaji inafyonzwa kwenye membrane ya bakteria kwa sababu ya mwingiliano wa vipokezi maalum. Kuna kupenya au kupenya kwa asidi ya nucleic ya virusi kwenye cytoplasm ya bakteria. Chini ya hatua ya Lysozyme, shimo ndogo hutengenezwa kwenye shell ya bakteria, shell ya phage imepunguzwa na NK inaingizwa. Ganda la fagio nje ya bakteria. Ifuatayo ni mchanganyiko wa protini za mapema. Wao hutoa awali ya protini za miundo ya phaji, replication ya asidi ya nucleic ya phaji, na ukandamizaji wa shughuli za chromosomes ya bakteria.

Hii inafuatwa na awali ya vipengele vya miundo ya phages na replication ya asidi nucleic. Kutoka kwa vipengele hivi, kizazi kipya cha chembe za phaji hukusanywa. Mkutano huo unaitwa morphogenesis, chembe mpya, ambazo 10-100 zinaweza kuundwa katika bakteria moja. Lisisi zaidi ya bakteria na kutolewa kwa kizazi kipya cha phages kwenye mazingira ya nje.

bacteriophages ya wastani kuingiliana ama kwa tija au shirikishi. Mzunguko wa uzalishaji huenda kwa njia ile ile. Kwa mwingiliano wa ujumuishaji, DNA ya phage ya joto, baada ya kuingia kwenye cytoplasm, imeunganishwa kwenye chromosome katika eneo fulani, na wakati wa mgawanyiko wa seli huiga kwa usawa na DNA ya bakteria, na miundo hii hupitishwa. seli za binti. DNA ya fagio iliyojengwa ndani - prophage, na bakteria yenye prophage inaitwa lysogenic, na jambo hilo linaitwa lisogeni.

Kwa hiari, au chini ya ushawishi wa mfululizo mambo ya nje prophage inaweza kukatwa kutoka kwa chromosome, i.e. nenda katika hali ya bure, onyesha mali ya phage mbaya, ambayo itasababisha kuundwa kwa kizazi kipya cha miili ya bakteria - kuingizwa kwa prophage.

Lisojenesisi ya bakteria huchangia ubadilishaji wa fagio (lysogenic). Hii inaeleweka kama mabadiliko ya tabia au mali katika bakteria ya lysogenic, ikilinganishwa na bakteria zisizo za lysogenic za aina moja. Mali tofauti yanaweza kubadilika - morphological, antigenic, nk.

Fagio za wastani zinaweza kuwa na kasoro - haziwezi kuunda kizazi cha fagio nje ya hali ya asili na induction.

Virion - chembe kamili ya virusi, yenye NK na shell ya protini

Utumiaji wa fagio kwa vitendo -

1. Maombi katika uchunguzi. Kuhusiana na idadi ya spishi za bakteria, monophages hutumiwa katika mmenyuko wa lizability ya phaji, kama moja ya vigezo vya kutambua utamaduni wa bakteria, phaji za kawaida hutumiwa kwa uchapaji wa fagio, kwa utofautishaji wa ndani wa bakteria. Imefanywa kwa madhumuni ya epidemiological, kuanzisha chanzo cha maambukizi na njia za kuondoa
2. Kwa matibabu na kuzuia idadi ya maambukizo ya bakteria - aina ya tumbo, maambukizo ya staphylococcal na streptococcal (vidonge sugu)
3. Bakteriophage za wastani hutumiwa katika uhandisi wa kijeni kama vekta yenye uwezo wa kuanzisha nyenzo za kijeni kwenye chembe hai.

Jenetiki ya bakteria

Jenomu ya bakteria ina vipengele vya kijeni vinavyoweza kujirudia - replicons. Replicons ni kromosomu za bakteria na plasmidi. Kromosomu ya bakteria huunda nukleoidi ambayo haihusiani na protini katika pete iliyofungwa na hubeba seti ya haploidi ya jeni.

Plasmidi pia ni pete iliyofungwa ya molekuli ya DNA, lakini ndogo sana kuliko kromosomu. Uwepo wa plasmidi kwenye cytoplasm ya bakteria sio lazima, lakini hutoa faida mazingira. Plasmidi kubwa hupunguzwa na chromosome na idadi yao katika seli ni ndogo. Na idadi ya plasmids ndogo inaweza kufikia makumi kadhaa. Baadhi ya plasmidi zinaweza kuunganishwa kwa kugeuza katika kromosomu ya bakteria katika eneo fulani na kufanya kazi kama nakala moja. Plasmidi kama hizo huitwa kuunganisha. Baadhi ya plasmidi zinaweza kuhamishwa kutoka kwa bakteria moja hadi nyingine kwa kuwasiliana moja kwa moja - plasmidi za kuunganisha. Zina vyenye jeni zinazohusika na uundaji wa vidonge vya F, ambavyo vinaunda daraja la kuunganisha kwa uhamisho wa nyenzo za maumbile.

Aina kuu za plasmids ni

F - plasmid ya kuunganisha ya kuunganisha. Sababu ya ngono huamua uwezo wa bakteria kuwa wafadhili wakati wa kuunganishwa

R - plasmids. Sugu. Ina jeni zinazoamua awali ya mambo ambayo huharibu dawa za antibacterial. Bakteria zilizo na plasmidi kama hizo sio nyeti kwa dawa nyingi. Kwa hiyo, sababu ya kupinga madawa ya kulevya huundwa.

Sumu ya plasma - kuamua sababu za pathogenicity -

Ent - plasmid - ina jeni kwa ajili ya uzalishaji wa enterotoxins.

Hly - kuharibu erythrocyte.

vipengele vya maumbile ya simu. Hizi ni pamoja na kuingiza - vipengele vya kuingiza. Jina linalokubalika kwa ujumla ni Je. Hizi ni sehemu za DNA ambazo zinaweza kusonga ndani ya nakala na kati yao. Zina jeni tu zinazohitajika kwa harakati zao wenyewe.

transposons- miundo mikubwa ambayo ina mali sawa na Is, lakini kwa kuongeza ina jeni za miundo zinazoamua usanisi wa vitu vya kibiolojia, kama vile sumu. Vipengele vya kijenetiki vinavyoweza kuhamishwa vinaweza kusababisha ulemavu wa jeni, uharibifu wa nyenzo za kijeni, muunganisho wa nakala, na kuenea kwa jeni katika idadi ya bakteria.

kutofautiana kwa bakteria.

Aina zote za kutofautiana zimegawanywa katika makundi 2 - yasiyo ya urithi (phenotypic, marekebisho) na hereditary (genotypic).

Marekebisho- phenotypic mabadiliko yasiyo ya kurithi katika sifa au mali. Marekebisho hayaathiri genotype, na kwa hiyo sio kurithi. Ni majibu yanayobadilika kwa mabadiliko katika baadhi ya hali mahususi za kimazingira. Kama sheria, hupotea katika kizazi cha kwanza, baada ya kukomesha sababu.

Tofauti ya genotypic huathiri genotype ya viumbe, na kwa hiyo ina uwezo wa kupitishwa kwa wazao. Tofauti ya genotypic imegawanywa katika mabadiliko na recombinations.

Mabadiliko- mabadiliko ya kudumu, ya urithi katika sifa au mali ya viumbe. Msingi wa mabadiliko ni ubora au mabadiliko ya kiasi mlolongo wa nyukleotidi katika molekuli ya DNA. Mabadiliko yanaweza kubadilisha karibu mali yoyote.

Kwa asili, mabadiliko ni ya hiari na yanayosababishwa.

Mabadiliko ya papo hapo hutokea katika hali ya asili ya kuwepo kwa viumbe, na indexed kutokea kama matokeo ya hatua iliyoelekezwa ya sababu ya mutagenic. Kulingana na asili ya mabadiliko katika muundo wa msingi wa DNA katika bakteria, mabadiliko ya jeni au uhakika na mabadiliko ya kromosomu yanajulikana.

Mabadiliko ya jeni kutokea ndani ya jeni moja na kukamata kidogo nucleotidi moja. Aina hii ya mabadiliko inaweza kutokana na uingizwaji wa nyukleotidi moja kwa nyingine, kupoteza nyukleotidi, au kuingizwa kwa moja ya ziada.

Chromosomal- inaweza kuathiri chromosomes kadhaa.

Kunaweza kuwa na ufutaji - upotezaji wa sehemu ya kromosomu, kurudia - mara mbili ya sehemu ya kromosomu. Mzunguko wa digrii 180 wa sehemu ya kromosomu ni ubadilishaji.

Mabadiliko yoyote hutokea chini ya ushawishi wa sababu fulani ya mutagenic. Kwa asili yao, mutajeni ni kimwili, kemikali na kibaiolojia. mionzi ya ionizing, X-rays, miale ya UV. Kwa mutajeni za kemikali - analogues misingi ya nitrojeni, asidi ya nitrojeni yenyewe, na hata baadhi ya madawa ya kulevya, cytostatics. Kwa kibaolojia - baadhi ya virusi na transphazones

Recombination- kubadilishana sehemu za chromosomes

Uhamisho - uhamisho wa nyenzo za maumbile na bacteriophage

Urekebishaji wa nyenzo za urithi - marejesho ya uharibifu unaotokana na mabadiliko.

Kuna aina kadhaa za fidia

1. Photoreactivation - mchakato huu hutolewa na enzyme maalum ambayo imeamilishwa mbele ya mwanga unaoonekana. Kimeng'enya hiki husogea kwenye mnyororo wa DNA na kurekebisha uharibifu. Inachanganya thymers, ambayo huundwa chini ya hatua ya UV. Matokeo ya fidia ya giza ni muhimu zaidi. Haitegemei mwanga na hutolewa na vimeng'enya kadhaa - kwanza, nyuklia hukata sehemu iliyoharibiwa ya mnyororo wa DNA, kisha polymerase ya DNA huunganisha kiraka kwenye tumbo la mnyororo wa ziada uliobaki, na ligasi hushona kiraka kwenye eneo lililoharibiwa. .

Mabadiliko ya jeni hurekebishwa, lakini mabadiliko ya chromosomal, kama sheria, hayafanyi.

1. Mchanganyiko wa maumbile katika bakteria. Inayo sifa ya kupenya kwa nyenzo za kijeni kutoka kwa bakteria wafadhili hadi kwa bakteria ya mpokeaji kwa kuunda genomu binti iliyo na jeni za watu asilia wote wawili.

Kuingizwa kwa kipande cha DNA cha wafadhili ndani ya mpokeaji hutokea kwa kuvuka

Aina tatu za maambukizi -

1. Mabadiliko- mchakato ambao kipande cha DNA ya wafadhili wa pekee huhamishwa. Inategemea uwezo wa mpokeaji na hali ya DNA ya wafadhili. Umahiri- uwezo wa kunyonya DNA. Inategemea uwepo wa protini maalum kwenye membrane ya seli ya mpokeaji na huundwa ndani vipindi fulani ukuaji wa bakteria. DNA ya wafadhili lazima iwe na nyuzi mbili na si kubwa sana kwa ukubwa. DNA ya wafadhili hupenya utando wa bakteria, moja ya minyororo huharibiwa, nyingine imeunganishwa kwenye DNA ya mpokeaji.
2. uhamisho- uliofanywa kwa msaada wa bacteriophages. Uhamisho wa jumla na uhamishaji maalum.

Jumla - hutokea kwa ushiriki wa mambo ya virusi. Wakati wa mkusanyiko wa chembe, kichwa cha fagio kinaweza kujumuisha kimakosa sio DNA ya fagio, lakini kipande cha kromosomu ya bakteria. Fagio kama hizo ni fagio zenye kasoro.

maalum- inafanywa na phages wastani. Wakati wa kukata, kukata nje kunafanywa kwa ukali kando ya mpaka.Wanaingizwa kati ya jeni fulani na kuhamisha.

1. mnyambuliko- uhamisho wa nyenzo za maumbile kutoka kwa bakteria ya wafadhili hadi kwa mpokeaji, ikiwa wanawasiliana moja kwa moja. Hali ya lazima- uwepo wa plasmid ya congative katika seli ya wafadhili. Wakati wa kuunganisha kutokana na pili, daraja la kuunganisha linaundwa, kwa njia ambayo nyenzo za maumbile huhamishwa kutoka kwa wafadhili hadi kwa mgonjwa.

Utambuzi wa jeni

Seti ya mbinu za kutambua jenomu ya microorganism au kipande chake katika nyenzo zinazojifunza. Mbinu ya mseto wa NC ilikuwa ya kwanza kupendekezwa. Kulingana na kanuni ya kukamilishana. Njia hii inafanya uwezekano wa kuchunguza uwepo wa vipande vya alama za DNA za pathojeni katika nyenzo za maumbile kwa kutumia probes za molekuli. Uchunguzi wa molekuli ni nyuzi fupi za DNA zinazosaidiana na tovuti ya alama. Lebo huletwa kwenye probe - fluorochrome, isotopu ya mionzi, enzyme. Nyenzo za mtihani zinakabiliwa na matibabu maalum ambayo inaruhusu kuharibu microorganisms, ikitoa DNA na kuigawanya katika vipande vya kamba moja. Baada ya hayo, nyenzo zimewekwa. Kisha shughuli ya lebo hugunduliwa. Njia hii sio nyeti sana. Inawezekana kutambua pathogen tu kwa idadi kubwa ya kutosha. 10 hadi 4 microorganisms. Ni badala ngumu kitaalam na inahitaji idadi kubwa ya probes. Haijatumiwa sana katika mazoezi. Iliundwa mbinu mpya - polima mmenyuko wa mnyororo- PCR.

Njia hii inategemea uwezo wa DNA na RNA ya virusi kuiga, i.e. kujizalisha. Kiini cha mgonjwa kinakiliwa mara kwa mara - ukuzaji wa in vitro wa kipande cha DNA ambacho ni alama ya microorganism fulani. Kwa kuwa mchakato unafanyika kwa joto la kutosha la 70-90, njia hiyo iliwezekana baada ya kutengwa kwa polymerase ya DNA ya thermostable kutoka kwa bakteria ya thermophilic. Utaratibu wa kukuza ni kwamba kunakili minyororo ya DNA haianza wakati wowote, lakini tu kwa vizuizi fulani vya kuanzia, kwa uundaji ambao kinachojulikana kama primers hutumiwa. Primers ni mlolongo wa polynucleotide inayosaidia mlolongo wa mwisho wa kipande kilichonakiliwa cha DNA inayotakiwa, na vitangulizi sio tu kuanzisha amplification, lakini pia kikomo. Sasa kuna chaguzi kadhaa za PCR, hatua 3 ni tabia -

1. Ubadilishaji wa DNA (mgawanyiko katika vipande 1 vya kamba)
2. Kiambatisho cha kwanza.
3. Upanuzi wa ziada wa nyuzi za DNA hadi nyuzi 2

Mzunguko huu hudumu dakika 1.5-2. Matokeo yake, idadi ya molekuli za DNA huongezeka mara 20-40. Matokeo yake ni 10 hadi nguvu ya 8 ya nakala. Baada ya amplification, electrophoresis inafanywa na kutengwa kwa namna ya vipande. Inashikiliwa ndani kifaa maalum, ambayo inaitwa amplifier.

Faida za PCR

1. Inatoa dalili za moja kwa moja za kuwepo kwa pathogen katika nyenzo za mtihani, bila kutenganisha utamaduni safi.
2. Unyeti wa juu sana. Kinadharia, unaweza kupata 1.
3. Nyenzo za utafiti zinaweza kusafishwa mara moja baada ya sampuli.
4. 100% maalum
5. Matokeo ya haraka. Uchambuzi Kamili- masaa 4-5. Mbinu ya kueleza.

Inatumiwa sana kwa ajili ya uchunguzi wa magonjwa ya kuambukiza, mawakala wa causative ambayo ni viumbe visivyopandwa au vigumu-kulima. Chlamydia, mycoplasmas, virusi vingi - hepatitis, herpes. Mifumo ya mtihani imetengenezwa kwa uamuzi wa anthrax, kifua kikuu.

Uchambuzi wa kizuizi- kwa msaada wa enzymes, molekuli ya DNA imegawanywa kulingana na mlolongo fulani wa nucleoids na vipande vinachambuliwa kulingana na muundo wao. Kwa njia hii unaweza kupata tovuti za kipekee.

Bayoteknolojia na uhandisi jeni

Bioteknolojia ni sayansi ambayo, kwa kuzingatia utafiti wa michakato muhimu ya viumbe hai, hutumia bioprocesses hizi, pamoja na vitu vya kibaolojia wenyewe, kwa ajili ya uzalishaji wa viwanda wa bidhaa muhimu kwa wanadamu, kwa uzazi wa athari za kibayolojia ambazo hazijidhihirisha wenyewe. katika hali zisizo za asili. Kama vitu vya kibaolojia, vijidudu vya unicellular, na vile vile seli, wanyama na mimea hutumiwa mara nyingi. Seli huzaa haraka sana, ambayo inafanya uwezekano wa kuongeza biomass ya mtayarishaji kwa muda mfupi. Kwa sasa, biosynthesis vitu tata, kama vile protini, antibiotics, zinapatikana zaidi kiuchumi na kiteknolojia kuliko aina nyingine za malighafi.

Bayoteknolojia hutumia seli zenyewe kama chanzo cha bidhaa inayolengwa, na vile vile molekuli kubwa zilizoundwa na seli, vimeng'enya, sumu, kingamwili, na metabolites za msingi na sekondari - amino asidi, vitamini, homoni. Teknolojia ya kupata bidhaa za awali ya microbial na seli imepunguzwa kwa hatua kadhaa za kawaida - uchaguzi au kuundwa kwa makao makuu ya uzalishaji. Uteuzi wa kati ya lishe bora, kilimo. Kutengwa kwa bidhaa inayolengwa, utakaso wake, viwango, fomu ya kipimo. Uhandisi wa maumbile hupunguzwa hadi kuundwa kwa bidhaa inayolengwa muhimu kwa mtu. Jeni inayolengwa inaunganishwa na vekta, na vekta inaweza kuwa plasmid na kuingizwa kwenye seli ya mpokeaji. Mpokeaji - bakteria - Escherichia coli, chachu. Bidhaa zinazolengwa zilizoundwa na recombinants zimetengwa, kusafishwa na kutumika katika mazoezi.

Insulini na interferon ya binadamu walikuwa wa kwanza kuundwa. Erythropoietin, homoni ya ukuaji, kingamwili za monoclonal. Chanjo ya Hepatitis B.

Bacteriophage gi au fagio (kutoka kwa Kigiriki φᾰγω "Nameza") ni virusi ambazo huambukiza seli za bakteria kwa kuchagua. Mara nyingi, bacteriophages huzidisha ndani ya bakteria na kusababisha lysis yao. Kama sheria, bacteriophage ina shell ya protini na nyenzo za maumbile ya asidi ya nucleic yenye kamba moja au mbili (DNA au, chini ya kawaida, RNA). Jumla ya idadi ya bacteriophages katika asili ni takriban sawa na jumla ya idadi ya bakteria (1030 - 1032 chembe). Bacteriophages wanahusika kikamilifu katika mzunguko vitu vya kemikali na nishati, zina athari kubwa juu ya mageuzi ya microbes na bakteria Muundo wa myovirus ya kawaida ya bacteriophage.

Muundo wa bacteriophages 1 - kichwa, 2 - mkia, 3 - asidi ya nucleic, 4 - capsid, 5 - "collar", 6 - kifuniko cha protini ya mkia, 7 - fibril ya mkia, 8 - spikes, 9 - sahani ya basal

Bacteriophages hutofautiana katika muundo wa kemikali, aina ya asidi ya nucleic, morphology, na mwingiliano na bakteria. Virusi vya bakteria ni mamia na maelfu ya mara ndogo kuliko seli za vijidudu. Chembe ya kawaida ya phaji (virion) inajumuisha kichwa na mkia. Urefu wa mkia ni kawaida mara 2-4 kipenyo cha kichwa. Kichwa kina nyenzo za kijenetiki - RNA ya nyuzi moja au yenye nyuzi mbili au DNA yenye kimeng'enya cha transcriptase katika hali isiyofanya kazi, iliyozungukwa na ganda la protini au lipoprotein - capsidi inayohifadhi jenomu nje ya seli. Asidi ya nucleic na capsid kwa pamoja huunda nucleocapsid. Bacteriophages inaweza kuwa na capsid ya icosahedral iliyokusanywa kutoka kwa nakala nyingi za protini moja au mbili maalum. Kawaida pembe zinaundwa na pentamers ya protini, na msaada wa kila upande unafanywa na hexamers ya sawa au protini sawa. Zaidi ya hayo, fagio zinaweza kuwa na umbo la duara, umbo la limau au pleomorphic. Mkia, au mchakato, ni tube ya protini - muendelezo wa shell ya protini ya kichwa, chini ya mkia kuna ATPase ambayo hutengeneza nishati kwa sindano ya nyenzo za maumbile. Pia kuna bacteriophages na mchakato mfupi, bila mchakato, na filamentous.

Utaratibu wa bacteriophages Idadi kubwa ya bacteriophages pekee na kujifunza huamua haja ya utaratibu wao. Hii inafanywa na Kamati ya Kimataifa ya Uchunguzi wa Virusi vya Ukimwi (ICTV). Kwa sasa, kulingana na Uainishaji wa kimataifa na nomenclature ya virusi, bacteriophages imegawanywa kulingana na aina ya asidi nucleic na morphology. Kwa sasa, familia kumi na tisa zinajulikana. Kati ya hizi, ni mbili tu zilizo na RNA na ni familia tano tu zimefunikwa. Kati ya familia za virusi zilizo na DNA, ni familia mbili tu zilizo na jenomu zenye nyuzi moja. Katika familia tisa zilizo na DNA, jenomu inawakilishwa na DNA ya mviringo, wakati katika nyingine tisa ni ya mstari. Familia tisa ni maalum kwa bakteria pekee, tisa zilizobaki ni maalum kwa archaea, na (Tectiviridae) huambukiza bakteria na archaea.

Mwingiliano wa bacteriophage na seli za bakteria Kulingana na asili ya mwingiliano wa bacteriophage na seli ya bakteria, phaji mbaya na za joto zinajulikana. Phaji za virusi zinaweza tu kuongezeka kwa idadi kupitia mzunguko wa lytic. Mchakato wa mwingiliano wa bacteriophage mbaya na seli ina hatua kadhaa: adsorption ya bacteriophage kwenye seli, kupenya ndani ya seli, biosynthesis ya sehemu za phaji na mkusanyiko wao, na kutoka kwa bacteriophages kutoka kwa seli. Hapo awali, bacteriophages hushikamana na vipokezi maalum vya phaji kwenye uso wa seli ya bakteria. Mkia wa fagio, kwa msaada wa vimeng'enya vilivyo mwisho wake (haswa lysozyme), huyeyusha utando wa seli ndani ya nchi, mikataba, na DNA iliyo kwenye kichwa huingizwa ndani ya seli, wakati ganda la protini la bacteriophage linabaki nje. . DNA iliyoingizwa husababisha urekebishaji kamili wa kimetaboliki ya seli: usanisi wa DNA ya bakteria, RNA na protini huacha. DNA ya bacteriophage huanza kuandikwa kwa kutumia enzyme yake ya transcriptase, ambayo, baada ya kuingia kwenye seli ya bakteria, imeanzishwa. Synthesized kwanza mapema, na kisha marehemu na. RNA ambayo huingia kwenye ribosomu za seli mwenyeji, ambapo mapema (polimasi za DNA, nukleasi) na marehemu (protini za capsidi na mkia, lisozimu, ATPase na enzymes za transcriptase) protini za bacteriophage huunganishwa. Uigaji wa DNA ya Bacteriophage hutokea kwa mujibu wa utaratibu wa nusu ya kihafidhina na unafanywa kwa ushiriki wa polima za DNA yake. Baada ya awali ya protini za marehemu na kukamilika kwa replication ya DNA, mchakato wa mwisho hutokea - kukomaa kwa chembe za phaji au mchanganyiko wa DNA ya phaji na protini ya bahasha na uundaji wa chembe za phaji zinazoambukiza.

Mzunguko wa maisha Bakteriophages ya wastani na hatari katika hatua za awali za mwingiliano na seli ya bakteria ina mzunguko sawa. Bacteriophage adsorption kwenye vipokezi vya seli maalum vya fagi. Kudungwa kwa asidi nucleic ya fagio kwenye seli mwenyeji. Kurudia tena kwa fagio na asidi ya nucleic ya bakteria. Mgawanyiko wa seli. Zaidi ya hayo, bacteriophage inaweza kuendeleza kulingana na mifano miwili: njia ya lysogenic au lytic. Bakteriophages ya wastani baada ya mgawanyiko ni katika hali ya prophase (njia ya lysogenic) Bakteriophages ya virusi huendeleza kulingana na mfano wa lytic: Asidi ya nucleic ya phaji inaongoza awali ya enzymes ya phaji, kwa kutumia vifaa vya kuunganisha protini vya bakteria kwa hili. Phaji kwa njia moja au nyingine inactivates DNA ya mwenyeji na RNA, na enzymes ya phaji huivunja kabisa; Phage RNA "hutiisha" mitambo ya seli ya usanisi wa protini. Asidi ya nucleic ya fagio huiga na kuelekeza usanisi wa protini mpya za bahasha. Chembe mpya za fagio huundwa kama matokeo ya kujipanga kwa hiari ya ganda la protini (capsid) karibu na asidi ya nucleic ya fagio; chini ya udhibiti wa RNA ya phaji, lisozimu huunganishwa. Lisisi ya seli: kiini hupasuka chini ya ushawishi wa lysozyme; karibu 200-1000 phages mpya hutolewa; phages huambukiza bakteria wengine.

Maombi Katika dawa Moja ya nyanja za matumizi ya bacteriophages ni tiba ya antibiotic mbadala wa kuchukua antibiotics. Kwa mfano, bacteriophages hutumiwa: streptococcal, staphylococcal, klebsiella, kuhara damu na umwagiliaji alent, pyobacteriophage, coli, proteus na coliproteus na wengine. 13 iliyosajiliwa na kutumika nchini Urusi maandalizi ya matibabu kulingana na phages. Hivi sasa, hutumiwa kutibu maambukizi ya bakteria ambayo si nyeti kwa matibabu ya jadi ya antibiotic, hasa katika Jamhuri ya Georgia. Kawaida, matumizi ya bacteriophages yanafanikiwa zaidi kuliko antibiotics ambapo kuna utando wa kibiolojia uliowekwa na polysaccharides, kwa njia ambayo antibiotics kawaida haipenye. Kwa sasa matumizi ya matibabu bacteriophages haijakubalika katika nchi za Magharibi, ingawa fagio hutumiwa kuua bakteria wanaosababisha sumu ya chakula, kama vile listeria. Katika uzoefu wa miaka mingi katika kiasi cha jiji kubwa na mashambani ufanisi wa juu wa kimatibabu na wa kuzuia ugonjwa wa bacteriophage ya kuhara damu umethibitishwa (P. M. Lerner, 2010). Huko Urusi, maandalizi ya phaji ya matibabu yamefanywa kwa muda mrefu; phages zilitibiwa hata kabla ya antibiotics. Katika miaka ya hivi karibuni, phages zimetumika sana baada ya mafuriko huko Krymsk na Khabarovsk kuzuia ugonjwa wa kuhara.

Katika biolojia Bacteriophage hutumiwa katika uhandisi wa kijeni kama vienezaji vinavyohamisha sehemu za DNA; uhamisho wa asili wa jeni kati ya bakteria kwa njia ya fagio fulani (uhamishaji) pia inawezekana. Vekta za fagio kawaida huundwa kwa msingi wa bakteria ya halijoto λ iliyo na molekuli ya DNA yenye nyuzi mbili. Mikono ya kushoto na ya kulia ya phage ina jeni zote zinazohitajika kwa mzunguko wa lytic (replication, uzazi). sehemu ya kati bacteriophage genome λ (ina jeni zinazodhibiti lysogeny, ambayo ni, ujumuishaji wake katika DNA ya seli ya bakteria) sio muhimu kwa uzazi wake na ni takriban jozi elfu 25 za msingi. Sehemu hii inaweza kubadilishwa na kipande cha DNA cha kigeni. Phaji zilizobadilishwa vile hupitia mzunguko wa lytic, lakini lysogeny haifanyiki. Vekta zenye msingi wa Bacteriophage λ hutumiwa kuunganisha vipande vya DNA vya yukariyoti (yaani, jeni kubwa) hadi ukubwa wa kb 23. Zaidi ya hayo, fagio bila viingilio ni chini ya 38 kbp. au, kinyume chake, na kuingiza kubwa sana - zaidi ya 52 kb. usiendeleze na usiambukize bakteria. Kwa kuwa uzazi wa bacteriophage unawezekana tu katika seli hai, bacteriophages inaweza kutumika kuamua uwezekano wa bakteria. Mwelekeo huu una matarajio makubwa, kwa kuwa moja ya masuala makuu katika michakato mbalimbali ya kibayoteknolojia ni uamuzi wa uwezekano wa tamaduni zinazotumiwa. Kutumia njia ya uchambuzi wa macho ya elektroni ya kusimamishwa kwa seli, ilionyeshwa kuwa inawezekana kusoma hatua za mwingiliano kati ya seli ya phage-microbial.

Na pia katika dawa ya mifugo kwa: kuzuia na matibabu magonjwa ya bakteria ndege na wanyama; matibabu ya magonjwa ya purulent-uchochezi ya membrane ya mucous ya macho, cavity ya mdomo; kuzuia matatizo ya purulent-uchochezi katika kuchoma, majeraha, uingiliaji wa upasuaji; katika uhandisi wa maumbile: kwa uhamisho - uhamisho wa asili wa jeni kati ya bakteria; kama vekta zinazohamisha sehemu za DNA; kwa kutumia phages, inawezekana kujenga mabadiliko yaliyoelekezwa katika genome ya DNA mwenyeji; katika sekta ya chakula: kwa kiasi kikubwa, mawakala wenye phage tayari wanasindika nyama tayari kula na bidhaa za kuku; bacteriophages hutumiwa katika uzalishaji wa chakula kutoka kwa nyama, kuku, jibini, bidhaa za mimea, nk;

katika kilimo: kunyunyizia maandalizi ya fagio kulinda mimea na mazao kutokana na kuoza na magonjwa ya bakteria; kulinda mifugo na kuku kutokana na maambukizi na magonjwa ya bakteria; kwa usalama wa mazingira: matibabu ya antibacterial ya mbegu na mimea; kusafisha majengo ya makampuni ya usindikaji wa chakula; usafi wa eneo la kazi na vifaa; kuzuia majengo ya hospitali; kutekeleza shughuli za mazingira

Kwa hiyo, leo bacteriophages ni maarufu sana katika maisha ya binadamu na wanyama. Idadi ya maeneo ya kipaumbele kwa ajili ya maendeleo na uzalishaji wa bacteriophages ya matibabu na prophylactic yameainishwa katika makampuni ya biashara, ambayo yanahusiana na mwelekeo mpya wa kimataifa unaojitokeza. Dawa mpya zinaundwa na kuletwa kutibu magonjwa mengi. Wanabakteria, virologists, biochemists, geneticists, biophysicists, biolojia ya molekuli, oncologists majaribio, wataalamu katika uhandisi wa maumbile na bioteknolojia wanahusika katika utafiti na matumizi ya bacteriophages.