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.