Ученые раскрыли механизм, как патогенные бактерии крадут железо у хозяина

Исследователи из Университета Монаша обнаружили ключевой механизм выживания бактерий, вызывающих заболевания у растений и животных, включая высоковирулентные штаммы E. coli (Escherichia coli).

E. coli — группа бактерий, обитающих в кишечнике почти всех людей и многих животных. Большинство штаммов безвредны, но некоторые могут вызывать серьезные или смертельные инфекции.

В исследовании, опубликованном в PLoS Genetics, показано, что патогенные бактерии получают необходимый для роста микроэлемент железо во время инфекции, «пиратским» способом отбирая его у белков хозяина.

• Распространенный механизм: Анализ генетических последовательностей показал, что гены, ответственные за импорт и переработку белков, широко распространены у бактерий, вызывающих заболевания у людей, животных и растений.
• Молекулярные ножницы: Системы импорта состоят из канала в мембране бактерии, который втягивает железосодержащие белки, и фермента внутри клетки, действующего как молекулярные ножницы. Эти ножницы разрезают белок после его попадания в бактерию, высвобождая содержащееся в нем железо.
• Эволюционная адаптация: Системы, обнаруженные в этом исследовании, родственны системе у растительного патогена Pectobacterium, но, вероятно, эволюционировали для нацеливания на специфические белки, присутствующие у конкретного хозяина.

«Мы были удивлены тем, насколько разнообразны и широко распространены эти системы для захвата белков», — сказал ведущий автор доктор Рис Гринтер.

Используя рентгеноструктурный анализ и Австралийский синхротрон, команда определила молекулярную структуру компонентов системы импорта белков у патогенной E. coli. Были обнаружены поразительные сходства с системой у Pectobacterium.

«Несмотря на радикально разные образ жизни бактерий, разделенные миллионами лет эволюции, было ясно, что обе системы функционируют одинаково», — отметил доктор Гринтер.

Система импорта белков, охарактеризованная у E. coli, является важным фактором инфекций, вызываемых патогенными штаммами этой бактерии.

«Понимание того, как функционирует эта система, позволит исследователям нацелиться на нее и заблокировать для борьбы с такими инфекциями», — заключил доктор Гринтер.