Новые данные о стратегиях выживания бактерий

Бактерии проявляют особую изобретательность в стратегиях выживания. Они часто создают биоплёнку для защиты от враждебной среды, например, во время лечения антибиотиками. Биоплёнка — это бактериальное сообщество, окружённое защитной слизистой капсулой, состоящей из сахарных цепей и "курли". Учёные из VIB и Свободного университета Брюсселя впервые создали детальное трёхмерное изображение пор, через которые строительные блоки курли пересекают бактериальную клеточную стенку. Это ключевой шаг в формировании защитной слизистой капсулы.

Помимо фундаментальных знаний, новые результаты в долгосрочной перспективе могут привести ко многим полезным применениям.

Хан Ремо (VIB/VUB): «Определив трёхмерную структуру, теперь можно разрабатывать малые молекулы, которые, как пробка, входят в пору транспортера. Это ингибирует выделение строительных блоков курли и может предотвратить образование волокон курли и нежелательных биоплёнок во время инфекций или на промышленных установках».

Транспортная система — ключевое звено в процессе защиты

Парвин Гоял и Хан Ремо (VIB/VUB) сообщили на этой неделе в Nature о прорыве в расшифровке этой транспортной системы для курли. С помощью рентгеновской кристаллографии им впервые удалось получить детальное трёхмерное изображение поры, по которой строительные блоки курли транспортируются через бактериальную клеточную стенку. Транспортировка этих блоков наружу — сложная задача для бактерий. Она требует энергии, а поскольку бактерии, образующие курли, имеют двойную клеточную стенку, у них нет доступа к обычным клеточным моторам, которые приводят в действие эти транспортные каналы. Парвин Гоял (VIB/VUB): «На основе структуры секреторного канала мы впервые можем построить модель того, как бактерии могут преодолевать этот барьер».

Использование биоплёнок для новых применений?

Биоплёнки непатогенных бактерий также могут обладать желательными свойствами, которые можно использовать для новых применений. Хан Ремо (VIB/VUB): «Поскольку волокна курли способны к самостоятельной полимеризации и чрезвычайно стабильны, они обладают большим потенциалом в качестве строительных блоков для функциональных нанопроводов». Волокна курли можно использовать как носители для других белков, формируя так называемые функциональные биоплёнки. Например, покрывая волокна курли белками и ферментами, которые поглощают, преобразуют или расщепляют определённые вещества, их можно применять для очистки сточных вод или преобразования биотоплива. Это требует дальнейших исследований, но первые шаги в этом направлении исследовательская группа сообщила ранее в этом году.