Движения в белках раскрывают информацию о распространении устойчивости к антибиотикам

Исследователи из Университета Умео обнаружили, как движется определённый тип белка для копирования ДНК. Это открытие может иметь значение для понимания того, как гены устойчивости к антибиотикам распространяются между бактериями.

"Изучение репликации ДНК — хорошая отправная точка для потенциального определения мишеней для будущей разработки лекарств", — говорит Игнасио Мир-Санчис, ведущий исследователь группы.

Все клеточные организмы должны реплицировать свой генетический материал, ДНК, чтобы размножаться. Молекулу ДНК можно сравнить с очень длинной нитью бус, где бусины — это строительные блоки или единицы. Нить имеет две цепи, переплетённые в спиральную структуру — двойную спираль. Чтобы разделить две цепи, клетки используют специализированные белки — хеликазы.

Группа исследователей из отдела медицинской биохимии и биофизики Университета Умео выяснила, как хеликазы взаимодействуют и движутся по ДНК, чтобы разделить её цепи. Открытие стало возможным благодаря крио-электронной микроскопии. Эта техника позволяет учёным делать снимки отдельной молекулы. Комбинируя миллионы снимков, они могут создать фильм и увидеть, как движутся хеликазы.

"Когда мы проанализировали наши снимки, мы увидели, что хеликазы двигают разные части, называемые доменами, с помощью двух отдельных движений. Два домена вращаются и наклоняются друг к другу. Эти движения дают нам подсказки о том, как эти хеликазы движутся по ДНК и разделяют две цепи", — говорит Кунькунь Цяо, постдокторант в команде и первый автор статьи.

Лаборатория Мир-Санчиса сосредоточена на биологии инфекций и изучает бактерию Staphylococcus aureus. Исследователей интересует понимание репликации ДНК S. aureus, вирусов, которые заражают S. aureus (бактериофагов), и вирусных сателлитов. S. aureus заражает и убивает миллионы людей во всём мире и считается серьёзной угрозой, поскольку бактерия стала устойчивой почти ко всем антибиотикам. Интересно, что гены, участвующие в устойчивости к антибиотикам, иногда также присутствуют в вирусных сателлитах.

"Полученные данные расширяют наше понимание того, как распространяются гены устойчивости к антибиотикам. Стоит отметить, что движения, которые мы здесь идентифицировали, также наблюдались в хеликазах, обнаруженных в эукариотических вирусах и даже в клетках человека. Всегда удивительно, насколько важные механизмы консервативны — от бактериофагов до человека", — говорит Игнасио Мир-Санчис.

Результаты опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.