Описан уникальный механизм, обеспечивающий бактерий возможностью ускользать от действия ряда антибиотиков
 Результаты, которые получила команда исследователей, могут принести значительную пользу в борьбе с патогенными бактериями. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Началом проведения исследований стало изучение белковых молекул, которые синтезируются клетками конкретного вида бактерий. По словам Скваера Букера (Squire Booker, ведущий автор исследований, сотрудник кафедры химии, так же кафедры биохимии и молекулярной биологии университета штата Пенсильвания), несколько лет назад в ходе проведения генетических исследований было установлено, что бактерия, известная под названием Staphylococcus sciuri, может нести в себе ген cfr. Продукт данного гена, как выяснилось, играет ключевую роль в механизмах, обеспечивающих антибиотическую резистентность. Позже указанный выше ген был обнаружен в геноме бактерий Staphylococcus aureus – весьма распространённый вид, который способен быть причиной возникновения заболеваний человека. Данный вид опасен тем, что может нести устойчивость к действию антибиотиков. Следует отметить, ген cfr часто встречается в составе мобильных элементов генома, следовательно, может легко распространяться среди бактерий. Например, cfr может быть передан от бактерий, не представляющих никакой опасности для здоровья человека, к бактериям, несущим серьёзную угрозу здоровью человеку.
«Ген, обнаруженный в составе генома Staphylococcus aureus, встречается в США, Мексике, Бразилии, Испании, Италии и Ирландии. Он делает бактерию нечувствительной к действию семи классов антибиотиков. Очевидно, что бактерии, несущие cfr, обладают высоким потенциалом развития. Однако до сих пор механизм, по которому белок, кодируемый геном cfr, влияет на изменение чувствительности бактерий к антибиотикам, не был установлен. Иными словами, мы не располагали 3D-моделью, описывающей события, происходящие на молекулярном уровне» - поясняет Скваер Букер.
Для того, чтобы разгадать то, как бактерии, несущие cfr, избегают влияния антибиотиков, группа исследователей во главе со Скваером Букером проанализировала процесс метилирования нуклеиновых кислот, выполняемый продуктом гена cfr – белком Cfr.Напомним, метилированием называется процесс введения метильной группы (*СН3) в структуру органических соединений (в данном случае нуклеотидов). Если метильная группа добавляется с помощью фермента RlmN, то работа бактериальных рибосом происходит должным образом. Бактериальные рибосомы – это своего рода фабрики по производству белковых молекул, необходимых для нормальной жизнедеятельности бактерий. Многие антибиотики связываются с определёнными участками рибосом, нарушая их функционирование и, таким образом, уничтожая бактериальную клетку. Белок Cfr выполняет функцию, аналогичную RlmN, но он метилирует мономеры нуклеиновых кислот не в тех местах, что RlmN, а в положениях, к которым присоединяются молекулы антибиотиков, используемых для подавления функционирования рибосом. Так белок Cfr блокирует возможность нарушения работы рибосом бактериальных клеток, в которых он содержится.
«Тот факт, что области, по которым идёт метилирование с помощью RlmN и Cfr, химически отличны от всех других участков, к которым регулярно присоединяется метильная группа и, вероятно, устойчивы к модификациям с помощью стандартных химических приёмов, привёл учёных в недоумение. Мы были очень поражены тем, что нам удалось обнаружить. Теперь мы располагаем описанием очень необычного механизма, обеспечивающего антибиотическую устойчивость, характерную для некоторых бактерий» - говорит Скваер Букер. По мнению учёного, следующим шагом исследований должен стать этап, направленный на поиск возможностей применения полученных данных на практике: «Так как мы знаем специфический механизм, с помощью которого бактерии ускользают от действия нескольких классов антибиотиков, то мы можем начинать поиски путей подавления протекания данного механизма. Вероятно, в рамках такого положения дел, обычные антибиотики опять будут справляться с возложенными на них задачами».
Более подробное описание результатов исследований можно найти в журнале Science.
Также по теме:
- Загрязнение окружающей среды медицинскими препаратами ведёт к развитию лекарственной устойчивости у бактерий
- Открыто новое средство борьбы с золотистыми стафилококками, устойчивыми к действию метициллина
Источники: