Эксперимент «из любопытства» раскрыл тайну устойчивости бактерий к антибиотикам
Бактерии обладают множеством защитных стратегий, среди которых особую роль играют плазмиды — небольшие молекулы ДНК, находящиеся внутри клеток. Плазмиды имеют собственный геном и часто несут гены, отвечающие за устойчивость к антибиотикам. Понимание работы этих молекул открывает путь к созданию новых терапевтических методов борьбы с устойчивыми инфекциями.
Исследование, проведенное учеными из John Innes Centre совместно с коллегами из Мадрида, Нью-Йорка и Бирмингема, сосредоточилось на модели плазмиды RK2. Эта плазмида активно используется для изучения плазмид, участвующих в передаче генов устойчивости к антибиотикам.
В центре внимания специалистов оказался белок KorB, который играет ключевую роль в выживании плазмид внутри бактерий-хозяев. Ранее было известно, что этот белок участвует в контроле активности генов, но механизмы его работы оставались загадкой.
Используя передовые методы микроскопии и белковой кристаллографии, ученые выяснили, что KorB взаимодействует с другим белком — KorA. Вместе они образуют регуляторную систему, которая подавляет экспрессию генов бактерий. KorB выполняет роль «скользящего зажима», перемещающегося по молекуле ДНК, а KorA действует как «замок», фиксируя KorB в нужном месте. Эта система отключает активность генов, обеспечивая выживание плазмиды в бактериальной клетке.
Открытый механизм дает новое понимание феномена дистанционного генного подавления у бактерий, когда такие регуляторные элементы, как комплекс KorB-KorA, могут воздействовать на отдаленные гены. В данном случае это взаимодействие выключает гены, что создает благоприятные условия для сохранения плазмиды в организме бактерии.
Первый автор исследования, доктор Томас Маклин из John Innes Centre, отметил, что это открытие стало результатом научного любопытства. «Изначально проект был сосредоточен на изучении KorB. Однако одно случайное испытание, проведенное в пятничный вечер из чистого любопытства, показало, как KorA способен фиксировать KorB в нужное время и в нужном месте. Этот прорыв кардинально изменил направление проекта», — рассказал он.
Данное открытие не только разрешает многолетнюю научную загадку о том, как KorB регулирует активность генов в устойчивой к антибиотикам плазмиде RK2, но и открывает перспективы создания новых терапевтических подходов. В частности, разработка методов, направленных на дестабилизацию плазмид в бактериальных клетках, может позволить восстановить чувствительность бактерий к антибиотикам.
Исследователи продолжают изучение механизма KorB-KorA на других клинически значимых плазмидах. Они надеются выяснить, как этот комплекс отключается в нужный момент, и использовать полученные знания для разработки препаратов нового поколения.
Ранее в РФ научились определять резистентность штаммов туберкулеза к антибиотикам.
