Исследование жизненно важных "переключателей", контролирующих превращение бактерий в смертоносные
Бактерии используют систему сигнализации "чувство кворума" (quorum sensing), чтобы радикально менять поведение в зависимости от своей численности. Когда популяция достигает миллионов, они могут превратиться из безобидных в патогенные.
Профессор химии Хелен Блэквелл и её коллеги из Университета Висконсин-Мэдисон создают искусственные соединения, имитирующие природные сигналы кворума. В исследовании, опубликованном в журнале Chemistry & Biology, они изменяли ключевые строительные блоки в белках-мишенях этих сигналов по одному.
Неожиданный результат: Очень тонкая настройка
- Ожидалось, что точечные модификации деактивируют сигналы.
- Однако иногда эти изменения превращали сигнал активации в сигнал деактивации, и наоборот.
- Это показывает, что контроль чувства кворума с помощью малых молекул настроен гораздо тоньше, чем предполагалось.
Преимущество и роль чувства кворума:
- Для бактерий: Небольшая группа избегает атаки иммунной системы, а большая — может её подавить.
- После сигнала кворума бактерии могут стать более заразными, выделять токсины, разрушительные ферменты или формировать защитные биоплёнки.
- Система также может направлять полезные почвенные бактерии, улучшающие урожай.
Новый подход к борьбе с инфекциями:
- Ингибирование чувства кворума — потенциальная альтернатива антибиотикам, к которым растёт устойчивость.
- Цель — не убить бактерии, а сделать их "безвредными", предотвращая развитие инфекции.
- Это может позволить иммунной системе очистить организм от патогена и продлить срок службы антибиотиков.
Область применения и актуальность:
- Исследование проводилось на грамотрицательных бактериях (например, E. coli, сальмонелла, синегнойная палочка), вызывающих холеру, менингит, респираторные и желудочно-кишечные заболевания.
- Эти бактерии защищены двойной мембраной и системами выброса лекарств, что делает их одними из самых сложных для лечения инфекций.
- Новые соединения и модификации белков, идентифицированные в исследовании, станут полезными инструментами для изучения и перенаправления этой "крошечной командной работы" бактерий.