Как бактерии справляются со стрессом
При воздействии стресса бактерии позволяют своему метаболизму сделать перерыв, во время которого подавляют, например, встраивание белков в мембраны. К такому выводу пришли учёные из Марбурга, Фрайбурга и Мюнхена, биохимически исследуя стрессовый ответ микроорганизмов. Исследовательская группа под руководством биохимика Герта Банге сообщила о своих результатах в Nature Communications.
Бактерии реагируют на стресс, такой как дефицит питательных веществ или тепло, адаптацией своего метаболизма, известной как строгий ответ. «В этом процессе центральную роль играют вторичные мессенджеры или гормоны тревоги», — объясняет Банге.
Гормоны тревоги, например, воздействуют на процессы с участием сигнал-распознающей частицы (SRP). «SRP необходима для формирования мембранных белков и секреции белков», — поясняет соавтор работы доктор Лаура Чех. Частица обеспечивает доставку белков в нужное место в мембранах клетки.
«До сих пор не было известно, каким регуляторным механизмам подвержена сигнал-распознающая частица», — говорит соавтор Кристофер-Нилс Майс. Команда провела молекулярно-биологические, биохимические и структурно-биологические эксперименты, чтобы определить, как гормоны тревоги взаимодействуют с SRP.
В частности, исследователи получили электронные микрофотографии при очень низких температурах, показывающие, как SRP связывается с аппаратом производства белков.
Оказалось, что гормоны тревоги предотвращают образование сигнал-распознающей частицей комплекса с другими молекулами, что мешает ей выполнять свою задачу по встраиванию белков в мембрану.
«В суровых условиях окружающей среды бактериальные клетки могут использовать отключение важных метаболических процессов в качестве механизма паузы», — объясняет Герт Банге. По гипотезе авторов, эта пауза позволяет микроорганизмам замедлить свои клеточные процессы и метаболизм, чтобы восстановиться, как только условия станут более благоприятными.
«Подавление метаболического пути, идущего через сигнал-распознающую частицу, может быть дополнительным уровнем клеточного контроля и паузой для выживания в стрессовые времена», — заключает Герт Банге.