Белковые «вилки и розетки» объясняют распространение устойчивости к антибиотикам

Исследователи из Имперского колледжа Лондона раскрыли ключевой молекулярный механизм, лежащий в основе конъюгации — процесса обмена ДНК между бактериями, который часто называют «бактериальным сексом». Этот процесс является основной причиной распространения генов устойчивости к антибиотикам.

• Проблема: Устойчивость к противомикробным препаратам — глобальная угроза. Согласно обзору О'Нила, к 2050 году она может стать причиной 10 миллионов смертей в год.
• Открытие: Учёные обнаружили, что белок TraN в клетке-доноре действует как «вилка», которая прикрепляется к специфическому рецептору («розетке») на внешней мембране клетки-реципиента. Это обеспечивает плотный контакт для эффективной передачи ДНК.
• Специфичность: Существует четыре варианта белка TraN, каждый из которых связывается со своим уникальным рецептором. Эта система «вилка-розетка» объясняет видовую специфичность конъюгации, то есть почему определённые плазмиды (небольшие кольцевые молекулы ДНК, несущие гены устойчивости) распространяются среди конкретных бактериальных видов.
• Методы: Для визуализации процесса использовалась мощная крио-электронная микроскопия. Анализ белков TraN и рецепторов для патогенов, таких как Salmonella и E. coli, проводился с помощью методов искусственного интеллекта и биоинформатики.
• Значение: Понимание этого механизма позволяет прогнозировать, как новые плазмиды устойчивости будут распространяться среди опасных бактериальных патогенов. Это открывает путь к разработке новых стратегий для блокирования передачи устойчивости.

Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology. Работа продолжается с целью детального изучения взаимодействий TraN и рецепторов, что может заложить основу для новых методов борьбы с устойчивостью к антибиотикам.