Раскрыт механизм устойчивости бактерий к антибиотикам
Международная группа исследователей совершила прорыв в понимании генетических механизмов, позволяющих бактериям вырабатывать устойчивость к лекарствам.
Один из таких механизмов связан с плазмидами — малыми молекулами ДНК в бактериальных клетках, которые имеют собственный независимый геном и несут гены устойчивости к антибиотикам.
Исследователи из John Innes Center и их партнеры использовали модель плазмиды RK2, которая применяется во всем мире для изучения клинически значимых плазмид, передающих устойчивость к противомикробным препаратам.
Исследование «KorB switching from DNA-sliding clamp to repressor mediates long-range gene silencing in a multi-drug resistance plasmid» опубликовано в Nature Microbiology.
Первоначально ученые сосредоточились на молекуле KorB, которая необходима для выживания плазмид внутри бактерий-хозяев. Было известно, что этот ДНК-связывающий белок играет роль в контроле экспрессии генов, но механизм был неясен.
С помощью передовой микроскопии и белковой кристаллографии команда обнаружила, что KorB взаимодействует с другой молекулой — KorA. Эта регуляторная система KorB–KorA подавляет экспрессию бактериальных генов: KorB действует как скользящая ДНК-защелка, а KorA — как замок, удерживающий KorB на месте.
Вместе этот комплекс «выключает» экспрессию генов, чтобы обеспечить безопасность плазмиды внутри бактериального хозяина.
Этот вновь открытый механизм дает новое представление о дальнодействующем глушении генов у бактерий — явлении, при котором регуляторные элементы, такие как комплекс KorB–KorA, могут взаимодействовать с удаленными целевыми генами, «выключая» их для выживания плазмиды.
Первый автор исследования доктор Томас Маклин назвал открытие триумфом любопытства в науке. Эксперимент, проведенный «в пятницу после обеда» из чистого любопытства, сместил фокус на способность KorA фиксировать KorB в нужном месте в нужное время.
Исследование решает десятилетиями неразрешимую загадку в этой области — как критически важный белок KorB контролирует включение и выключение генов в плазмиде RK2, обеспечивающей множественную лекарственную устойчивость.
Работа расширяется на более клинически значимые плазмиды и дальнейшее изучение механизма KorB–KorA, чтобы понять, как он разбирается в нужный момент. Это открытие предлагает новую мишень для терапии, способной дестабилизировать плазмиды и вернуть чувствительность бактерий к антибиотикам.