Срочные новости раздела
Ученые открыли новый способ защиты бактерий от токсинов

Ученые открыли новый способ защиты бактерий от токсинов

Исследователи из Сколтеха, МГУ, Научно-технологического университета «Сириус» и Института биоорганической химии РАН исследовали роль двух бактериальных генов, которые помогают поддерживать целостность рибосомной РНК под действием РНК-повреждающего риботоксина других бактерий. Они подтвердили роль обоих генов в процессе репарации разорванной РНК и показали, что даже одного из них может быть достаточно для оказания защитного эффекта. Эти результаты помогут ученым лучше понять механизмы бактериальной защиты и способы их преодоления.

© Andrej Vodolazhskyi/shutterstock

В большинстве микробных сообществ различные виды и штаммы бактерий, которые постоянно конкурируют за ограниченные ресурсы и пространство для жизни. В таких условиях бактерии непрерывно ведут “гонку вооружений”: одни виды производят токсины, чтобы использовать их против конкурентов, а те в ответ вырабатывают инструменты для борьбы с их действием. Зачастую токсины “целятся” в ключевые молекулярные механизмы клетки: в частности, под удар попадает система синтеза белка. Ранее было показано, что действие ряда токсинов нарушает целостность молекул(ы) РНК в составе рибосом — клеточных фабрик по производству белка.

«Бактериальные клетки постоянно пытаются выжить, они всегда пытаются доминировать в экосистеме. Чтобы добиться превосходства, они должны быть в состоянии противостоять атакам других бактерий. Поскольку РНК часто является мишенью, ученые исследуют потенциальные резервные системы, которые бактерии могут использовать в случае нарушения целостности РНК», — объясняет Тинаше Принс Мавиза (Tinashe Prince Maviza), аспирант Сколтеха и первый автор исследования.

Колицины  — класс токсинов, которые бактерии выбрасывают в окружающую среду для борьбы с соперниками. Различные типы колицинов действуют на разные элементы клеточного аппарата. Риботоксин колицин Е3 способствует расщеплению молекулы рибосомной РНК (рРНК) в центре декодирования рибосомы — месте, где с мРНК считывается информация о структуре белка и происходит синтез белка. Чтобы справиться с этим критическим повреждением, которое в конечном итоге приводит к гибели клетки, бактерии смогли выработать системы для восстановления повреждений после воздействия колицинов.

Ранее в экспериментах in vitro было показано, что два соседних гена — prfH и rtcB2, которые встречаются в геномах разных бактериальных штаммов, потенциально связаны с повреждением рибосом. В этой статье авторы предположили, что при повреждении рибосомы колицином Е3 белок PrfH помогает разобрать рибосому на отдельные субъединицы, а белок RtcB2 впоследствии восстанавливает нарушенные субстраты центра декодирования.

Ученые продемонстрировали, что эти два гена придают устойчивость к токсичности колицина E3 in vivo, то есть в клетках. Они экспериментально продемонстрировали, что если оба гена удалить из генома кишечной палочки Escherichia coli, бактерии больше не могут сопротивляться действию колицина Е3. Но если оба гена повторно ввести в клетку в виде плазмиды — небольшого кусочка генетического материала, то устойчивость к колицину Е3 восстанавливается. Интересно, что сверхэкспрессии rtcB2 оказалось достаточно для антиколицинового эффекта. Эти результаты подтверждают существование защитной системы бактерий, которая развилась для защиты от колицина E3. В будущем ученым предстоит детально разобраться в молекулярных механизмах, обеспечивающих эту защиту.

«Мы вступили в эпоху множественной лекарственной устойчивости бактерий, когда бактерии вырабатывают устойчивость к нескольким противомикробным препаратам. Поэтому ученые пытаются разгадать механизмы, которые помогают клеткам уходить от атаки и выживать. Более того, детальное исследование этих механизмов может быть важно для разработки лекарств и/или таргетной терапии», — заключает Тинаше.

Статья опубликована в журнале International Journal of Molecular SciencesИсточник: skoltech.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Международная группа палеонтологов во главе с учеными из Технологического института Вирджинии (США) описала нового зароподоморфа и дала ему имя. Возраст скелета динозавра, который сохранился почти
подробнее...

Физики из 13 стран рассказали о результатах исследования относительной частоты рождения короткодействующих двухнуклонных корреляций в легчайших зеркальных ядрах, содержащих по три нуклона. Данные были
подробнее...

Коллектив учёных из Сколтеха опубликовал серию из трёх работ, посвящённых разным аспектам проникновения морской соли и других солей в мёрзлый грунт, содержащий газовые гидраты — льдоподобные
подробнее...

Группа ученых из Санкт-Петербурга показала, как работают гены на хромосомах типа ламповых щеток — особой формы хромосом, которые появляются в яйцеклетках кур. Оказалось, что с хромосом происходит
подробнее...

Биологи из Университета Флориды и Нью-Йоркского университета (США) определили, что муравьиные королевы значительно увеличивают выработку инсулина, что способствует развитию яиц. Но матки также
подробнее...

Коллектив зоологов из Чили, Аргентины, Германии и США опубликовал описание  нового вида птиц , обитающего на островах Диего-Рамирес, расположенных в проливе Дрейка примерно в 100 км к юго-западу от
подробнее...

Исследователи из Йельского университета (США) обнаружили, что воздействие света на нанопроволоки, созданные биопленочными сообществами бактерий, может увеличить электропроводность в этих природных
подробнее...

Китайские физики заставили бозе-конденсат атомов распределиться по синтетической импульсной решетке, полученной с помощью встречных лазеров с различным набором частот. Такая система понадобилась им,
подробнее...

Ученые физического факультета МГУ вместе с коллегами из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН и Национального исследовательского университета МИЭТ придумали способ кодировать
подробнее...

Ученые МГУ предложили новую молекулярную систему для управления активностью генов. В ее основе лежит искусственно сконструированный комплекс на базе вирусного фермента, способный присоединяться к
подробнее...

В настоящее время науке известны онкогенные мутации в более чем 300 генах, и зачастую возникает необходимость ранжировать их, чтобы определить мишени для основного воздействия при лечении. Но в
подробнее...

Новое исследование на мышах — и небольшое испытание, уже проведенное на людях — открывает перспективы лечения, которое поможет уменьшить когнитивные проблемы у людей с синдромом Дауна.
подробнее...

Испанские исследователи из Университета Овьедо изучили геном медузы Turritopsis dohrnii, известной как «бессмертная медуза». В отличие от родственных видов, эта медуза способна при определенных
подробнее...

Российские ученые предложили микробиологический метод, позволяющий эффективно синтезировать урсодезоксихолевую кислоту — препарат, который широко используется при лечении различных заболеваний печени.
подробнее...

Физики-теоретики обнаружили, что в концентрических кольцах фотонов, которые вращаются вокруг черных дыр, есть конформная симметрия — внешние кольца являются увеличенной копией внутренних. Для этого
подробнее...

Сотрудники биологического факультета МГУ создали первую полную электростатическую карту поверхности SARS-CoV-2. Она показывает распределение зарядов на компонентах оболочки коронавируса и позволяет
подробнее...

Необычный эффект, полученный индийскими коллегами в плазменно-пылевой системе, объяснили ученые Московского физико-технического института и Объединенного института высоких температур РАН. Эксперимент
подробнее...

Одной из первых планирующих рептилий был целурозавравус, который жил на территории современного Мадагаскара в конце пермского периода. Палеонтологи переописали этот вид и подтвердили, что образом
подробнее...