Исследование раскрывает новый защитный механизм в клеточных стенках бактерий

Учёные из Университета Умео (Швеция) и Корнеллского университета (США) обнаружили широко распространённый механизм, усиливающий защиту бактерий от угроз окружающей среды.

Открытие, которое может быть важным для разработки новых методов лечения, показывает, как определённый тип сшивки в пептидогликановой клеточной стенке подавляет активность некоторых ферментов, разрушающих клеточную стенку, и тем самым защищает бактерии.

Бактерии защищены пептидогликановой клеточной стенкой, которая помогает им выдерживать внутреннее тургорное давление и внешние повреждения, такие как атаки других бактерий и вирусов. Для роста и поддержания прочности бактериям необходим баланс ферментов, которые строят и разрушают клеточную стенку.

Важным типом ферментов, разрушающих цепи пептидогликана, являются литические трансгликозилазы. Однако регуляторные механизмы, управляющие ими, до сих пор оставались неясными.

Исследование, проведённое лабораторией Фелипе Кавы в Университете Умео в сотрудничестве с коллегами из Корнеллского университета и опубликованное в Nature Communications, показывает, что специфический тип сшивки в клеточной стенке, известный как LD-сшивка, ингибирует активность литических трансгликозилаз.

Это имеет серьёзные биологические последствия. Например, некоторые бактерии используют этот тип ферментов для высвобождения фрагментов клеточной стенки, модулирующих иммунную систему хозяина. Некоторые бактерии и вирусы также используют этот тип ферментов для уничтожения других бактерий. Контролируя активность этих ферментов, бактерии потенциально могут защитить себя от иммунной системы и атак других бактерий и вирусов.

«Открытие заполняет важный пробел в понимании роли LD-сшивки в гомеостазе клеточной стенки», — говорит Кава. «Мы показали, что бактерии могут улучшить свою защиту от угроз окружающей среды, включая атаки фагов, с помощью единственной структурной модификации в своей клеточной стенке».

Открытие даёт новое понимание гомеостаза бактериальной клеточной стенки и открывает потенциальные пути для разработки новых антибактериальных методов лечения.

«Нацеливаясь на LD-сшивку, можно разработать новые методы лечения, которые ослабят защиту бактерий, сделав их более уязвимыми для антибиотиков и иммунных ответов», — говорит Лаура Альварес, исследователь кафедры молекулярной биологии Университета Умео и первый автор исследования.