Новые пути межклеточной конкуренции у бактерий

Новое исследование Калифорнийского университета в Санта-Барбаре раскрывает роль белков Rhs (rearrangement hotspots) в межклеточной конкуренции бактерий. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ключевые открытия:

• Белки Rhs и родственные YD-пептидные повторы присутствуют у многих бактерий и организмов, включая человека (где участвуют в развитии зрительной системы).
• Исследование на фитопатогенной бактерии Dickeya dadantii 3937 показало, что Rhs-белки обеспечивают контакт-зависимое уничтожение соседних клеток того же вида.
• Хотя Rhs известны более 30 лет, их функция оставалась загадкой. Теперь установлено, что это машины для доставки токсинов.

Механизм действия:

• Rhs-белки имеют центральную повторяющуюся область (YD-повторы) и вариабельные C-концевые последовательности, обладающие токсической активностью.
• C-концевые области (токсичные "наконечники") высоковариабельны даже у штаммов одного вида, что указывает на большое разнообразие "оружия".
• После клеточного контакта токсичный "наконечник" доставляется в клетку-мишень. Некоторые токсины разрушают ДНК, другие — транспортную РНК (tRNA), что нарушает синтез белка.

Экологический смысл:

Конкуренция, аналогичная человеческой, вызвана дефицитом ресурсов (пища, место). Rhs-системы помогают бактериям захватывать и защищать свою нишу. Быстрая эволюция токсинов Rhs похожа на "гонку вооружений" между клетками.

Практическое значение:

Понимание работы Rhs может помочь в создании пробиотиков на их основе, которые будут избирательно уничтожать патогены, не затрагивая нормальную микрофлору.

Исследование поддержано грантами National Science Foundation и National Institutes of Health, а также стипендиями фондов Carl Tryggers и Wenner-Gren.