Исследователи нашли ключ к пробиванию брони вредоносных бактерий
Бактерии — одноклеточные организмы, важные для здоровья человека как в окружающей среде, так и внутри нашего тела. Однако некоторые виды бактерий могут вызывать болезни.
Один из диагностических тестов для их выявления — окраска по Граму. «Грам-отрицательные» бактерии не воспринимают краситель из-за наличия у них особой защиты: поверх уязвимой клеточной мембраны у них есть плотная клеточная стенка из сахаров, а сверху — специализированная наружная мембрана.
«Понимание того, как бактерии строят этот барьер, — важный шаг для разработки стратегий его преодоления», — говорит Томас Силхави, старший автор двух новых статей.
Ключевой компонент наружной мембраны — уникальная молекула липополисахарид (LPS). Она повышает механическую прочность оболочки и образует поверхностный слой, препятствующий проникновению токсичных молекул, включая некоторые антибиотики. Однако сам LPS является мощным токсином.
«Количество LPS, производимое клеткой, строго контролируется. Слишком мало LPS может привести к разрыву клетки, а слишком много, особенно если оно собрано неправильно, — токсично», — отмечает Рэнди Гест, ведущий автор одной из статей.
В своей статье Гест и коллеги рассматривают три важнейших мембранных белка, которые следят не только за биосинтезом LPS внутри клетки, но и за его транспортом к поверхности и правильной сборкой.
Другой давней загадкой в этой области был вопрос о том, как фосфолипиды (основные молекулы наружной мембраны) транспортируются к наружной мембране. Одна из гипотез предполагает их пассивный поток между внутренней и наружной мембранами в зонах контакта.
Новое исследование группы Силхави подтверждает существование такого пассивного транспорта. Используя мутантные бактерии и скрининг следующего поколения, ученые обнаружили, что за транспорт фосфолипидов отвечает ген yhdP.
«Наши данные указывают, что белок, кодируемый yhdP, участвует в транспорте фосфолипидов между мембранами», — говорит Силхави.
Белок YhdP структурно похож на известные белки млекопитающих, которые формируют каналы для транспорта фосфолипидов через мембраны. Это позволяет предположить, что YhdP может формировать гидрофобный канал между мембранами, по которому текут фосфолипиды.
«Силхави и коллеги предоставляют самые убедительные на сегодня данные, позволяющие определить, как фосфолипиды транспортируются между мембранами у бактерий — вопрос, остававшийся нерешенным в нашей области десятилетиями», — комментирует М. Стивен Трент, не участвовавший в работе.