Ученые выяснили, как бактерии строят белковые сигналы в клетках во время инфекции

Новое исследование из Орегонского университета здоровья и науки может в будущем привести к созданию методов лечения или профилактики заболеваний и инфекций, связанных с белком убиквитином, который присутствует во всех клетках человека.

Исследование, опубликованное в журнале Molecular Cell, описывает, как модифицируется белок убиквитин во время бактериальной инфекции.

В работе детально описаны шаги по созданию формы белка, известной как лизин-6 полиубиквитин (K6-полиубиквитин), где длинная цепь молекул убиквитина связана через аминокислоту лизин. Эта форма убиквитина помогает клеткам общаться, посылая молекулярный сигнал, — механизм этой коммуникации до сих пор плохо изучен.

Предыдущие исследования указывали, что эта форма убиквитина может быть связана с развитием болезни Паркинсона и рака молочной железы. Однако детали того, как образуется лизин-6 полиубиквитин и как именно он вовлечен в болезнь, оставались неясными.

Чтобы это выяснить, ученые сосредоточились на болезнетворных бактериях и том, как они манипулируют лизин-6 полиубиквитином во время инфекции. Исследователи изолировали ферменты, которые используют E. coli и Salmonella для вызывания пищевых отравлений и других заболеваний, и наблюдали, как эти ферменты взаимодействуют с убиквитином.

Команда выяснила, что один конкретный фермент играет центральную роль в сборке (наращивании) цепочек лизин-6 полиубиквитина.

В более раннем связанном исследовании, опубликованном в январе, те же ученые обнаружили, что другой фермент от другой болезнетворной бактерии, Legionella pneumophila (вызывающей тип пневмонии, известный как болезнь легионеров), наоборот, активно разрушает ту же самую молекулу во время инфекции.

Это означает, что разные ферменты оказывают разное воздействие на один и тот же лизин-6 полиубиквитин во время инфекции.

«Понимание того, как регулируется лизин-6 полиубиквитин, — это важный первый шаг», — сказал старший автор исследования Джонатан Прунеда, доктор философии. — «Мы будем использовать эти знания как основу для будущих исследований, включая изучение того, как бактерии используют убиквитин в своих интересах при заражении клеток. Однажды я надеюсь, что мы сможем использовать это исследование для разработки новых способов профилактики и лечения инфекций и болезней».

Прунеда и его коллеги в настоящее время углубленно изучают, как регуляция лизин-6 полиубиквитина вовлечена в болезнь Паркинсона и рак молочной железы.