Учёные обнаружили неожиданный механизм устойчивости бактерий к антибиотикам

Учёные из Исследовательского института Скриппса (TSRI) выяснили, как патоген Staphylococcus aureus становится устойчивым к перспективному антибиотику ариломицину. Оказалось, бактерия «включает» ранее неизвестный набор генов, который компенсирует действие препарата.

Не такой уж «жизненно важный» белок

Ариломицины обычно подавляют рост бактерий, ингибируя белок сигнальная пептидаза I типа (SPase). Долгое время он считался «жизненно важным», так как необходим для секреции белков: SPase отрезает пептидные последовательности-«почтовые коды», позволяя белкам выйти из клетки для выполнения функций (например, захвата питательных веществ). Без этого белки накапливаются в мембране, и бактерия погибает.

Однако исследования лаборатории профессора Флойда Ромесберга в TSRI показали, что S. aureus может выжить даже при полном удалении гена, кодирующего SPase. «Мы не могли в это поверить. Никто бы не поверил, что SPase не является жизненно важным», — отметил Ромесберг.

Разгадка устойчивости

С помощью технологий секвенирования ДНК исследователи идентифицировали группу генов, которые работают вместе, заменяя SPase. Они обнаружили, что в отсутствие SPase белок AyrR включает эти гены, чтобы производить белки AyrA и AyrBC. Эти белки также способны отрезать пептидные «почтовые коды».

Учёные полагают, что этот обходной путь мог эволюционировать, чтобы помогать бактериям в периоды высокой секреции белков, когда SPase не справляется в одиночку. «Мы принимали как данность, что знаем все этапы секреции белка. Теперь мы нашли способ обойти SPase», — сказал первый автор исследования Аррин Крейни.

Это открытие демонстрирует встроенную избыточность, которая помогает бактериям выживать в разных условиях. Следующий шаг — выяснить, как именно включаются гены, производящие AyrA и AyrBC. По словам Ромесберга, открытие нового этапа в секреции белков имеет важные последствия, поскольку этот процесс критически важен для всех форм жизни, включая человеческие клетки.

Исследование опубликовано в журнале mBio.