ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ФАГА Т5

Деев А. А., Единцов И. М., Иваницкий Г. Р.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
С помощью методов электронной микроскопии (ЭМ) и компьютерного анализа ЭМ-изображений нами проведены исследования особенностей структурной организации отростка бактериофага Т5, включая его чехол и дистальную часть, ответственную за взаимодействие фага с клеткой-хозяином. В отличие от Т-четных бактериофагов, использующих механизм сокращения отростка для трансмембранного переноса генетического материала в клетку-хозяина с целью его репродуцирования, структурные особенности фагов с несокращающимся отростком, к которым относится Т5, определяют специфичность их взаимодействия с клеткой-хозяином и переноса генома в клетку, который осуществляется для фага Т5 как и некоторьк других фагов, в две стадии. Электронно-микроскопические исследования проводили с помощью микроскопа JEM 100B. Фаги выращивали по стандартной методике с использованием в качестве клеток-хозяев штамма E.coli F. Препараты очищали осаждением в полиэтиленгликоле и далее в градиенте CsCL. Образцы негативно контрастировали 2% раствором уранилацетата. Анализ ЭМИ осуществляли с помощью методов оптической дифракции и различных алгоритмов компьютерной обработки изображений. Дистальная часть была проанализирована на основе Фурье- и D(z,k)-фильтрации. Для анализа структуры чехла ввиду чрезвычайно высокой лабильности отростка фага, имеющего длину около 180 нм и ширину 12 нм, отбирали наиболее качественные изображения частиц, имеющие минимальную искривленность. На основе лазерной дифрактометрии, которую использовали для первичного анализа структурной организации отростка, выявлена спиральная симметрия в структуре чехла фага. Изображения частиц, дающие наиболее качественные дифракционые картины, были просканированы с шагом около 0.4 нм для дальнейшего цифрового анализа. С помощью специально разработанного алгоритма было осуществлено выравнивание изображений отростков. Для всех отсканированных изображений были рассчитаны цифровые Фурье-спектры и проанализированы фазовые и амплитудные составляющие на слоевых линиях в полученных спектрах. На основе этого с помощью обратного преобразования Фурье после коррекции гармоник были получены итоговые изображения с разрешением около 2,5 нм-1. Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 97-04-48404 и № 96-04-48192.