29.07.2026
Невидимая оборона: как заквасочные культуры противостоят бактериофагам
Исследование группы учёных из Китая, показало, что предсказуемость работы заквасочных культур зависит от понимания молекулярных механизмов устойчивости штаммов
В работе, опубликованной в Frontiers in Microbiology исследованы доминирующие типы бактериофагов в молочной среде и охарактеризованы механизмы их взаимодействия с заквасочными культурами. Эксперимент строился на анализе более 120 образцов сырья и производственной среды с последующим полногеномным секвенированием выделенных фагов и их бактериальных хозяев. В итоге учёные получили профили устойчивости для 17 штаммов лактококков и лактобацилл, а также выделили три ключевых типа фагов, наиболее часто встречающихся на молочных производствах.
Эксперименты показали, что устойчивость штаммов нельзя свести к одному универсальному механизму. В популяции одновременно работают быстрые и медленные молекулярные стратегии: от блокирования адсорбции фага на поверхности клетки до систем рестрикции‑модификации и CRISPR‑Cas. При этом оказалось, что некоторые фаги научились «ускользать» от CRISPR‑систем бактерий за счёт точечных мутаций в протоспацерах − а значит, полагаться только на этот тип защиты недостаточно.
Согласно предложенной модели, устойчивость закваски − это согласованная работа нескольких защитных механизмов, которые срабатывают поэтапно.
Сначала бактерия блокирует саму возможность атаки: она не даёт бактериофагу (вирусу, поражающему бактерии) прикрепиться к своей поверхности. Если фаг всё же преодолевает этот барьер, в дело вступают рестриктазы − особые белки, которые работают как «молекулярные ножницы»: они распознают и разрезают вирусную ДНК. Это не даёт фагу захватить клетку и запустить собственное размножение.
Третий этап − система CRISPR, которую можно назвать «иммунной памятью» бактерии. В ней хранятся короткие фрагменты ДНК тех вирусов, с которыми клетка уже сталкивалась. При повторной встрече с таким фагом бактерия быстро считывает эти фрагменты, точно опознаёт угрозу и оперативно её нейтрализует.
Именно эта поэтапная, скоординированная защита позволяет закваске сохранять стабильную активность и надёжно сквашивать молоко даже при высокой вирусной нагрузке.
Эксперименты показали, что устойчивость штаммов нельзя свести к одному универсальному механизму. В популяции одновременно работают быстрые и медленные молекулярные стратегии: от блокирования адсорбции фага на поверхности клетки до систем рестрикции‑модификации и CRISPR‑Cas. При этом оказалось, что некоторые фаги научились «ускользать» от CRISPR‑систем бактерий за счёт точечных мутаций в протоспацерах − а значит, полагаться только на этот тип защиты недостаточно.
Согласно предложенной модели, устойчивость закваски − это согласованная работа нескольких защитных механизмов, которые срабатывают поэтапно.
Сначала бактерия блокирует саму возможность атаки: она не даёт бактериофагу (вирусу, поражающему бактерии) прикрепиться к своей поверхности. Если фаг всё же преодолевает этот барьер, в дело вступают рестриктазы − особые белки, которые работают как «молекулярные ножницы»: они распознают и разрезают вирусную ДНК. Это не даёт фагу захватить клетку и запустить собственное размножение.
Третий этап − система CRISPR, которую можно назвать «иммунной памятью» бактерии. В ней хранятся короткие фрагменты ДНК тех вирусов, с которыми клетка уже сталкивалась. При повторной встрече с таким фагом бактерия быстро считывает эти фрагменты, точно опознаёт угрозу и оперативно её нейтрализует.
Именно эта поэтапная, скоординированная защита позволяет закваске сохранять стабильную активность и надёжно сквашивать молоко даже при высокой вирусной нагрузке.
