Как бактерии играют в «передай посылку» и помогают друг другу противостоять антибиотикам
Некоторые штаммы бактерий упаковывают генетические инструкции по защите от антибиотиков и производству токсинов и передают эту информацию соседним, наивным бактериям. Это позволяет получателю не только самому сопротивляться антибиотикам, но и дальше передавать эти инструкции другим.
Учёные из Института биомедицинских открытий Университета Монаша и Центра передового опыта ARC в области передовой молекулярной визуализации, работая с Австралийским синхротроном, выяснили, как опасная бактерия Clostridium perfringens делится своей генетической информацией.
C. perfringens вызывает более миллиона случаев пищевых отравлений ежегодно в США, а также быстро распространяющуюся смертельную газовую гангрену. Она также является экономически значимым патогеном для кур, овец и крупного рогатого скота.
Команда, включая докторов Дауду Траоре, Джесс Висневски, Викки Адамс, профессоров Джулиана Руда и Джеймса Уисстока, обнаружила, как ранее неизвестный ген tcpK помогает передавать ДНК с инструкциями по устойчивости к антибиотикам от одной бактерии C. perfringens к другой.
Исследование опубликовано в Nature Communications.
Изначально не было никаких данных о функции TcpK в международных базах данных. «Этот ген встречается только у C. perfringens и родственных патогенных бактерий, но он критически важен для распространения устойчивости к антибиотикам», — отметила доктор Адамс.
Направив высокоэнергетические рентгеновские лучи от Австралийского синхротрона на кристалл белка TcpK, учёные определили его трёхмерную молекулярную структуру.
«Наш структурный анализ показал, что молекула напоминает универсальный ДНК-связывающий модуль, называемый winged-Helix-turn-Helix. Это стало ключевым прорывом, позволившим понять, что TcpK работает, помечая ДНК для передачи другой бактерии», — пояснил доктор Траоре.
Это открытие, как ожидают исследователи, будет способствовать будущей работе по контролю над распространением генов устойчивости к антибиотикам и токсинов.