Лизогенный цикл бактериофагов

В отличие от литического цикла, фагов, заражающих бактерии через лизогенный цикл, не сразу убивают клетки-хозяина. Вместо этого они сочетают свой геном с геномом хозяина, позволяя бактериям реплицировать ДНК фагов вместе с геномом бактерий. Включенная копия генома фагов называется опорой. Некоторые профаги могут повторно активироваться и входить в литический цикл. Это часто происходит в ответ на возмущение, такие как повреждение ДНК, но также может произошел в отсутствие внешних сигналов.

Лизогенная конверсия

В некоторых случаях гены, кодируемые профагами, могут изменять фенотип инфицированной бактерии. Этот процесс известен как лизогенная конверсия. Некоторые фаги кодируют белки или токсины, называемые факторами вирулентности, которые могут способствовать бактериальным инфекциям. В результате лизогенного преобразования обычно непатогенные бактерии могут стать очень вирулентными из-за заражения фагом, несущим факторы вирулентности.

Например, такие фаги в значительной степени ответственны за патогенность видов бактерий, вызывающих ботулизм ( Clostridium botulinum ), дифтерию ( Corynebacterium diphtheriae ) и холеру ( Vibrio cholerae ). Без лизогенного преобразования эти бактерии обычно не вызывают заболевания.

Особенно хорошо изученным примером лизогенной конверсии является штамм Escherichia coli O157: H7. Несколько массовых отзывов продуктов питания были вызваны заражением E. coli O157: H7. Этот штамм E. coli инфицирован фагом, кодирующим Shiga-подобный токсин (Stx), который может вызвать кишечное кровотечение и почечную недостаточность. В лизогенном цикле Stx не продуцируется, и бактерии не вызывают заболевания. Для продуцирования Stx фаг должен повторно войти в литический цикл. К сожалению, некоторые антибиотики могут вызвать индукцию профага и, как следствие, продукцию Stx, что затрудняет лечение этих инфекций. Текущие исследования посвящены изучению новых методов лечения, предотвращающих инициирование профага.