Специальные белки — ключ к распространению устойчивости к антибиотикам
Устойчивость к антибиотикам — растущая глобальная проблема общественного здравоохранения. Ситуацию усугубляет способность некоторых устойчивых бактерий передавать эту устойчивость другим бактериям через секреторные системы. Новое исследование из Университета Умео анализирует роль специальных белков в этом процессе.
«Результаты способствуют более глубокому пониманию системы транспорта генетического материала от одной бактерии к другой. Это важно для понимания того, как бактерии могут распространять, среди прочего, устойчивость к антибиотикам. Надеюсь, это исследование станет небольшим фрагментом мозаики в работе по поиску препаратов, способных предотвратить это распространение», — говорит Анника Брейденштейн, аспирант кафедры медицинской химии и биофизики.
Многие бактерии могут распространять устойчивость с помощью белкового механизма, известного как система секреции IV типа (T4SS). Исследование было сосредоточено на этих системах. Основной вопрос заключался в том, что общего у разных секреторных систем и чем они отличаются.
Ключевые механизмы и открытия:
- Устойчивость и T4SS часто находятся на плазмидах — мобильных внехромосомных молекулах ДНК.
- Для подготовки плазмиды к транспорту необходим белок релаказа, который связывается с ДНК. С помощью рентгеновских лучей было получено детальное изображение релаказы, связанной с ДНК.
- Релаказа лучше связывается с ДНК при содействии другого белка. Было исследовано их взаимодействие.
- Релаказа связывается только с одной цепью двухцепочечной ДНК плазмиды, и транспортируется именно она.
- Исследователи предположили, что белок PrgE важен для этого процесса, так как, по их мнению, он связывает именно одноцепочечную ДНК. Изображения этого белка показали, как именно он связывается с ДНК.
- Однако выяснилось, что PrgE связывается как с одноцепочечной, так и с двухцепочечной ДНК. Был сделан вывод, что PrgE не выполняет ожидаемую функцию и не участвует напрямую в транспорте ДНК.
Общая модель для всех систем T4SS
Чтобы выяснить, что общего у всех систем секреции IV типа, исследователи использовали новые биоинформатические методы с применением искусственного интеллекта.
- Они создали специальную базу данных.
- С её помощью идентифицировали белки, которые в целом выглядят одинаково во всех известных системах T4SS.
- Используя эти знания и ИИ, была построена модель того, как может выглядеть система секреции IV типа.
Это достижение позволит лучше понять секреторные системы, важные для внутрибольничных инфекций.