Кіріспе
Микобактерияларды жұқтырған вирустар Микобактериофаг - микобактериялар қоныс тектес бактериялар түріне ие бактериофагтар тобының мүшесі. Бастапқыда Mycobacterium smegmatis және Mycobacterium tuberculosis бактериялық түрлерінен оқшауланған, туберкулездің себепшісі, 4,200-ден астам микобактериофаг әр түрлі экологиялық және клиникалық көздерден оқшауланды. 2,042 толық реттелген. Микобактериофагтар вирустық лизогенездің және көптеген фаг түрлеріне тән әртүрлі морфология мен генетикалық орналасудың үлгілері ретінде қызмет етті. Осы уақытқа дейін табылған микобактериофагтардың барлығы қос жіпті ДНК-ның геномдарына ие болды және олардың құрылымы мен сыртқы келбеті бойынша сифовириттер немесе миовириттер деп жіктелді.
A mycobacteriophage is a member of a group of bacteriophages known to have mycobacteria as host bacterial species. While originally isolated from the bacterial species Mycobacterium smegmatis and Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of tuberculosis, more than 4,200 mycobacteriophage have since been isolated from various environmental and clinical sources. 2,042 have been completely sequenced. Mycobacteriophages have served as examples of viral lysogeny and of the divergent morphology and genetic arrangement characteristic of many phage types. All mycobacteriophages found thus far have had double stranded DNA genomes and have been classified by their structure and appearance into siphoviridae or myoviridae.
Ашылу
1947 жылы Mycobacterium smegmatis инфекциясын жұқтырған бактериофаг микобактериофагтың алғашқы құжатталған үлгісі болды. Ол бактериялардың өскен жерінде, басында ылғалды компостта өскенінде табылған. М. туберкулезін жұқтыратын алғашқы бактериофаг 1954 жылы ашылды.
Түрлілігі
Микобактериофагтардың мыңдаған түрі Mycobacterium smegmatis mc2155 деген бір ғана қожайын штаммын қолдану арқылы оқшауланды, олардың 1400-ден астамы толық реттелген. Бұл әлі реттелмеген. Яғни, ядролық тізбектерінде аз ұқсастық бар 30 түрлі типтер (ауысқандары болмаса, кластерлер немесе синглтондар деп аталады) анықталды. Көптеген кластерлер жеткілікті әртүрлілікке ие, сондықтан геномдар субкластерлерге бөлінуді талап етеді (1-сурет). [[Файл:Микобактериофагтардың әртүрлілігі. 1-сурет. Микобактериофагтардың әртүрлілігі. 471 микобактериофагтың гендер тізбесін олардың ортақ гендер құрамы мен жалпы нуклеотидтік тізбектерінің ұқсастығына сәйкес салыстырған. Түсті шеңберлер AT кластерлерін қамтиды, ал сұр шеңберлер жақын туыстары жоқ синглтон геномдарын білдіреді. A1, A2, A3 - субкластерлерді көрсетеді. Микрографиялық суреттер миовирустық C кластерінің фагтарының және сифовирустардың (барлық басқалардың) морфотиптерін көрсетеді, олар негізінен құйрықтың ұзындығы бойынша ерекшеленеді (сабақ штрихтері: 100 нм). DS6A (оқшау) -дан басқа, барлық фагтар M. smegmatis mc2155 жұқтырады. Клестер K фагтары мен кластер A фагтарының кіші тобы да M. tuberculosis-ті жұқтырады. Hatfull 2014 бағдарламасынан
Таксономия
PhageDB-нің кластерлік нәтижелері бойынша микобактериофагтар ICTV вирустық таксономия ағашының көптеген жерлеріне бөлінеді. Кейбір мысалдар: L5 фагы және оның туыстары Fromanvirus деп жіктеледі. Mycobacterium virus L5 дегенді қараңыз. ZoeJ және TM4 тимкватровирустар (TM4 атаумен аталады) болып жіктеледі. "Корндог" фагы корндогвирусы болып саналады.
Phage L5 and its relatives are classified as Fromanvirus. See Mycobacterium virus L5. ZoeJ and TM4 are classified as Timquatrovirus (named after TM4). Phage "Corndog" is classified as Corndogvirus.
Хосттар диапазоны
Қабылдау диапазонының талдауынан M. smegmatis-тен барлық микобактериофагтар басқа штаммдарды жұқтырмайды және тек K кластеріндегі және A кластерінің кейбір субкластерлеріндегі фагтар ғана M. tuberculosis-ті тиімді жұқтырады (1-сурет). Алайда, мутанттарды кейбір фагтардан оңай оқшаулап алуға болады, олар қожайын аймағын кеңейтіп, осы басқа штаммдарды жұқтырады. Келесі жылдары жүздеген геномдар тізбектелген. 2009 жылы 60 микобактериофагтың іріктемесі оқшауланды және олардың геномдары реттелді. Бұл геномдық тізбектер фагтардың ұқсастығын анықтау және олардың генетикалық әртүрлілігін зерттеу мақсатында бірнеше әдістермен кластерлерге топтастырылды. Фаг түрлерінің жартысынан астамы Пенислвания штатының Питтсбург қаласында немесе оның маңында табылған, ал қалғандары АҚШ-тың басқа жерлерінде, Үндістанда және Жапонияда табылған. Әлемдегі әртүрлі шығу тегі бар микобактериофаг түрлерінің геномдарында айқын айырмашылықтар табылмады.
Қолданбалар
Тарихи тұрғыдан алғанда, микобактериофаг микобактерияларды "типтеу" (яғни "диагностикалау") үшін пайдаланылды, өйткені әрбір фаг тек бір немесе бірнеше бактериялық штаммдарды жұқтырады. 1980 жылдары фагтар олардың қожайындарын генетикалық манипуляциялау құралы ретінде ашылды. Мысалы, фаг TM4 Escherichia coli-де үлкен космоидтар ретінде және микобактерияларда фагтар ретінде көбейетін шаттл фазмидтерін құру үшін пайдаланылды. Шаттл фазмидтері E. coli-де манипуляциялануы мүмкін және микобактерияларға шетелдік ДНК-ны тиімді енгізу үшін пайдаланылуы мүмкін. Микобактериялық қожайын бар фагтар адамдағы микобактериялық инфекцияларды түсіну және оларға қарсы күресу үшін аса пайдалы болуы мүмкін. Микобактериофагтың репортерлік генді алып жүруі арқылы М. туберкулезінің антибиотиктерге төзімділіктерін анықтау үшін жүйе жасалды. Болашақта микобактериофаг инфекцияларды фаг терапиясымен емдеу үшін пайдаланылуы мүмкін. 2019 жылы 15 жастағы қызға цистикалық фиброз және диссеминцияланған M. абсцесс субсп. ауруы бар үш микобактериофагты күніне екі рет ішектен ішке енгізгені туралы хабарланды. өкпе трансплантатынан кейін пайда болған массилиенци инфекциясы. Пациенттің емделу пайдасы айқын болды, ал антибиотиктермен біріктірілген фагпен емдеу бірнеше жылға созылды. 2022 жылы емге төзімді M. abscessus subsp. ауруына шалдыққан жас жігітке екі микобактериофаг күнделікті екі рет ішектен берілді. өкпе инфекциясы және өкпе ауруының ауыр цистикалық фиброзы. M. abscessus үшін тыныс жолдарының дақылдары шамамен 100 күндік фагтар мен антибиотиктермен емдеуден кейін теріс нәтижеге ие болды және әртүрлі биомаркерлер терапиялық жауапты растады. Емдеуден өткен 379 күннен кейін адамға екі жақ өкпе трансплантациясы жасалды, ал өрістелген өкпе тінінен алынған мәдениеттер бактериялардың жойылуын растады.