Бактерии используют ферменты для атаки конкурентов, защищая себя иммунными белками

Совместное исследование Умеоского университета (Швеция) и Вашингтонского университета в Сиэтле (США) показало, что бактерии могут разрушать клеточную мембрану бактерий-конкурентов с помощью ферментов, которые не вредят их собственной мембране. Это открывает путь для разработки новых антибактериальных препаратов.

Патогенные бактерии используют схожие механизмы как для повреждения клеток хозяина, так и для конкуренции друг с другом. Особую роль в межбактериальной конкуренции играет секреторная система VI типа, которая встречается у многих видов бактерий. Исследовательские группы обнаружили, что через эту систему секретируются фосфолипазы, эффективные против мембраны конкурента, но не против мембраны бактерии-продуцента.

Профессор Сун Ньют Вай (MIMS, Умео) и профессор Джозеф Д. Мугус (Вашингтонский университет) с коллегами изучили гены и белки, лежащие в основе этого избирательного защитного механизма, на примере Pseudomonas aeruginosa и Vibrio cholerae.

«В этом исследовании мы обнаружили, что бактерии обладают фосфолипазами, которые расщепляют основной фосфолипидный компонент клеточных мембран. При этом бактерии, продуцирующие антибактериальный эффектор, одновременно производят иммунный белок, защищающий их от собственного токсина», — пояснила Сун Ньют Вай.

При тестировании гипотезы на мутантах, лишённых генов иммунитета, целостность мембраны была сильно нарушена из-за самоотравления.

«То, что бактериальные фосфолипазы, классически считающиеся мощными медиаторами вирулентности, также могут служить наступательным оружием против конкурирующих бактерий, было действительно неожиданно и ставит под сомнение базовые предположения об этих ферментах», — прокомментировал аспирант Алистер Б. Рассел, первый автор статьи в Nature.

Соавторами исследования также выступили студентка Кристина Хатхази, постдок Такахико Ишикава, аспирант Мишель Леру и профессор Пол А. Уиггинс.