Ученые раскрыли, как бактерии строят дома внутри здоровых клеток

Бактерии способны строить замаскированные дома внутри здоровых клеток и вызывать болезни, манипулируя естественным клеточным процессом.

Команда биологов из Университета Пердью выяснила, как два белка бактерии Legionella pneumophila (возбудитель болезни легионеров) модифицируют белок клетки-хозяина, чтобы перенаправить клеточные "стройматериалы" для создания и маскировки крупной структуры — вакуоли, в которой бактерии размножаются.

Модификация белка-хозяина создает "дамбу", блокирующую транспорт белков-"кирпичиков" к их обычному месту назначения. Эти белки затем перенаправляются и включаются в состав бактериальной вакуоли. Поскольку вакуоль содержит материалы, естественные для клетки, она не распознается как чужеродная структура.

Ключевой механизм: бактериальные белки AnkX и Lem3 модифицируют белок-хозяин через биохимический процесс фосфорилхолинирования, который здоровые клетки используют для регуляции иммунного ответа.

• AnkX добавляет фосфорилхолиновую группу к белку, участвующему в транспорте белков из эндоплазматического ретикулума. Эта модификация останавливает процесс и создает "дамбу".
• Lem3, расположенный снаружи вакуоли, отменяет эту модификацию, освобождая белки-"кирпичики" для строительства бактериальной структуры.

Это первое исследование, идентифицирующее белки, которые напрямую добавляют и удаляют фосфорилхолиновую группу. Процесс оказался обратимым, что указывает на новый способ передачи сигналов в клетках.

Важное открытие: реакция фосфорилхолинирования происходит в специфическом сайте белка — Fic-домене. Ранее считалось, что этот домен отвечает только за другую реакцию — AMPилирование. Обнаружение у него двойной роли делает его перспективной мишенью для разработки лекарств.

Во время инфекции бактерии доставляют в клетки сотни белков, изменяющих клеточные процессы. Известны функции лишь около 20 из них. Понимание биохимических механизмов этих белков необходимо для поиска новых мишеней для антибиотиков.