Исследователи показали, как оппортунистическая бактерия побеждает конкурентов

Исследователи из Университета Сан-Паулу (USP) в Бразилии описали систему, присутствующую у оппортунистической бактерии Stenotrophomonas maltophilia, которая впрыскивает коктейль токсинов в бактерии-конкуренты и полностью их уничтожает. Это открытие может быть использовано в будущей разработке новых противомикробных соединений.

Исследование было поддержано Фондом исследований Сан-Паулу (FAPESP) и опубликовано в PLOS Pathogens.

• Механизм: S. maltophilia использует систему секреции (Type IV secretion system, T4SS), которая производит коктейль токсинов и вводит их в другие микроорганизмы, с которыми она конкурирует за пространство и пищу.
• Характеристика токсина: Исследователи охарактеризовали один из 12 белков в коктейле — Smlt3024. Наблюдения показали, что эта молекула сама по себе может значительно снизить скорость репликации других бактерий.
• Потенциал: «Мы верим, что эти токсины могут быть исследованы как форма лечения в будущем», — сказала исследователь Этель Байер-Сантос.

Бактериальная война

T4SS состоит из более чем 100 компонентов, происходящих от 12 различных белков. Бактерии, обладающие этой системой, также содержат антидоты к своим собственным токсинам для самозащиты. Приближаясь к другой бактерии, атакующие вводят токсины в конкурента при простом контакте или с помощью пилуса (микроскопической нити).

Эксперименты:

1. В совместной среде S. maltophilia приближалась и устраняла Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhi и Pseudomonas aeruginosa.
2. E. coli, экспрессирующая токсин Smlt3024 в цитоплазме, не показала изменений роста. Однако когда токсин был направлен в периплазму (пространство между мембранами), деление клеток E. coli значительно сократилось.
3. S. maltophilia и Xanthomonas citri (возбудитель рака цитрусовых, у которого также есть T4SS) могут убивать друг друга с помощью своих систем. Ключевые компоненты одной системы могут быть заменены гомологами из другой.

Будущие направления

Открытие открывает два потенциальных пути для разработки новых препаратов:

1. Скрининг лекарств, способных связываться с этой системой и ингибировать передачу токсинов, снижая выживаемость бактерий.
2. Исследование самих токсинов (например, Smlt3024) в качестве противомикробных агентов.