Ученые обнаружили молекулярный «штрих-код», используемый бактериями для выделения токсинов
Исследователи из Университета Макмастера (Канада) обнаружили молекулярную систему «штрих-кода», используемую болезнетворными бактериями для различения полезных и токсичных молекул. Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), показывает, что многие бактерии могут образно сканировать генетические коды, чтобы узнать, какие белки сохранить, а какие выбросить в окружающую среду.
По мнению исследователей, те белки, которые выделяются, часто токсичны для клеток человека, что делает способность дифференциации между белками жизненно важной для способности бактерий вызывать инфекционные заболевания.
«Белки являются одним из фундаментальных строительных блоков жизни», — объясняет ведущий исследователь исследования Джон Уитни из Университета Макмастера. «Они буквально позволяют бактериальным патогенам делать все, что они делают. И хотя подавляющее большинство белков остается внутри бактерий и выполняет такие функции, как обмен веществ, существует очень небольшая часть белков, которые действуют вне организма — например, токсины».
Уитни, сотрудник Института исследований инфекционных заболеваний Майкла Г. ДеГрота, говорит, что, хотя система секреции бактерий и сами токсины уже давно изучены, до начала исследования не было понятно, как бактерии различают токсичные и нетоксичные белки.
Лаборатория Уитни, возглавляемая Прахаром Шахом и Тимоти Кляйном, задалась вопросом, как три принципиально разных токсина могут секретироваться одной и той же бактериальной системой секреции.
«Между токсинами не было обнаружено никакого сходства — они не похожи друг на друга и не делают ничего похожего», — говорит Уитни. «Наше обоснование заключалось в том, что для того, чтобы все они прошли через одну и ту же машину секреции белка, между ними должно быть что-то общее».
Конечно же, было. У каждого токсина был общий «домен», который Уитни в просторечии сравнивает со штрих-кодом. Он говорит, что, хотя штрих-код был общим для всех трех изучаемых токсинов, он отсутствовал в других примерно 3000 белках бактерий, что указывает на то, что он служит экспортным сигналом.
Шах, соавтор исследования вместе с Кляйн, говорит, что команде удалось доказать эту концепцию экспериментально посредством сочетания генетических, биохимических и структурных подходов, включая важные «рентгеновские кристаллографические исследования», которые позволили им очистить белки. и получите более четкое представление о так называемых штрих-кодах и о том, как они работают.
Исследовательская группа полагает, что эта новая информация в конечном итоге может иметь ряд важных применений в области биотехнологий и инфекционных заболеваний. В частности, Шах отмечает, что полученные результаты имеют отношение к нашему пониманию множества грамположительных патогенов, включая виды бактерий, ответственных за серьезные инфекционные заболевания, такие как туберкулез и листериоз.
«Многие патогены используют эту систему», — говорит Шах. «Поэтому наше открытие имеет важное значение для нашего понимания стратегий вирулентности, используемых широким спектром человеческих патогенов».
Обсудим?
Смотрите также:
