ТАСС, 10 апреля. Исследователи из России и США выяснили, что оберегает бактерий от того, чтобы отравиться мощными "троянскими" антибиотиками-микроцинами, которые эти же микробы и производят. Об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на статью в научном журнале mBio.
"Исследование естественных средств защиты от антибиотиков, и особенно от перспективного противомикробного антибиотика McC, позволит нам на шаг опередить бактерии, модифицировав его таким образом, чтобы он мог противостоять этим естественным механизмам", – рассказал один из авторов работы, аспирант Сколтеха Эльдар Ягмуров.
Вещество McC относится к числу так называемых микроцинов – перспективных антибиотиков, которые производят многие микробы, в том числе и обычная кишечная палочка Escherichia coli. Эти вещества нужны бактериям для того, чтобы расчищать "жизненное пространство" от других микробов.
По словам ученых, McC представляет собой "троянскую" молекулу, внешне безобидную для микробов. Она умеет проникать в клетки бактерий, превращаться там в токсичное вещество и останавливать сборку белков, тем самым убивая микроба.
Несмотря на множество интересных и полезных свойств, медики пока не используют микроцины. Дело в том, что до недавнего времени биологи не понимали, как именно работает комплекс ферментов McbBCD, который собирает их молекулы. Год назад ученые нашли ответ на этот вопрос, получив точный трехмерный снимок этого вещества при помощи ускорителя частиц.
Поняв принцип работы механизмов сборки микроцинов, ученые задумались над тем, почему кишечная палочка и другие бактерии, которые могут производить эти вещества, не погибают от отравления McC или его аналогами в процессе их производства.
Секреты самозащиты бактерий
Ягмуров и его коллеги обратили внимание на то, что в бактериальных клетках есть особые ферменты, гистидин-триад-гидролазы, которые могут расщеплять большие молекулы, похожие по структуре на McC и другие микроцины.
Руководствуясь этой идеей, исследователи начали искать схожие ферменты в геноме бактерии Hyalangium minutum, которая производит микроцины и при этом тоже неуязвима для них. В результате ученые выделили ген MccHHmi, а также несколько других участков ДНК, которые, предположительно, связаны с работой системы самозащиты этого микроба.
Выделив эти последовательности генетических "букв"-нуклеотидов, биологи вставили их в ДНК обычной кишечной палочки, которая не может производить микроцины и защищаться от их действия. Как показали последующие опыты, пересадка этих генов сделала микробов полностью неуязвимыми для атак их сородичей, способных производить McC и похожие на него молекулы.
Последующий анализ геномов других микробов показал, что аналоги гена MccHHmi есть в ДНК многих бактерий, в том числе некоторых штаммов сальмонелл и светящихся микробов вида Pseudomonas fluorescens. Пересадка их генов защитила кишечную палочку от некоторых версий McC.
Это, как заключают ученые, позволяет предположить, что существует огромное количество пока не открытых соединений, подобных McC. Возможно, некоторые из них в перспективе можно будет взять за основу при создании антибиотиков для практического применения, что крайне важно в контексте растущей стойкости микробов к уже существующим лекарствам.
