Как белки регулируют внешнюю оболочку бактериальных клеток

Международная группа исследователей, включая учёных из Кильского университета, обнаружила новую возможную функцию белков флотиллинов. Ранее считалось, что эти белки, присутствующие в клетках от бактерий до человека, в основном помогают формировать функциональные белковые комплексы и ограничивают упорядоченные участки клеточной мембраны.

Новое исследование, опубликованное в журнале eLife, показывает, что флотиллины, по-видимому, оказывают прямое влияние на структуру клеточной мембраны и могут делать её более текучей при определённых условиях.

Флотиллины могут работать иначе, чем предполагалось ранее

Работа группы профессора Марка Брамкампа из Института общей микробиологии Кильского университета противоречит прежним представлениям. Эксперименты с палочковидной бактерией Bacillus subtilis показали, что быстрорастущие клетки не могут развить типичную форму в отсутствие флотиллинов. Однако если исследователи добавляли химическое вещество для увеличения текучести мембран, бактерии сохраняли форму даже без белков флотиллинов.

«Мы предполагаем, что они принимают на себя физическую роль в бактериальной мембране», — говорит аспирантка Абигейл Савьетто. — «Флотиллины, по-видимому, влияют на физическую структуру мембраны, обеспечивая правильную текучесть, чтобы другие процессы, связанные с мембраной, могли функционировать должным образом».

Это предположение может также объяснить влияние флотиллинов на синтез клеточной стенки: строительные блоки для клеточной стенки производятся внутри клеток и должны быть «вывернуты» наружу, что легче сделать в более текучей мембране. Кроме того, белковый механизм, синтезирующий клеточную стенку, динамически движется через клеточную мембрану, и это движение значительно снижается в отсутствие флотиллинов.

Перспективы для применения

Новая гипотеза открывает перспективы для применения: в будущем может появиться возможность целенаправленно влиять на физические свойства бактериальных клеточных мембран, нарушая функцию флотиллинов.

«Мы знаем, что клетки с изменённой текучестью мембраны гораздо более чувствительны к обычным антибиотикам. Возможно, этот механизм можно использовать, чтобы целенаправленно изменять мембрану бактериальных клеток таким образом, чтобы их можно было легче уничтожить антибиотиками», — говорит Брамкамп.

В дальнейших исследованиях учёные надеются выяснить точный молекулярный механизм взаимодействия белков флотиллинов с текучестью мембраны. Один из подходов — изучение фосфолипидного состава мембраны.