Поиск новых мишеней для антибиотиков: белок-«дирижер» сборки рибосом

Формирование рибосом рассматривается как перспективная мишень для новых антибактериальных средств. Исследователи из Charité – Universitätsmedizin Berlin получили новые данные об этом многоэтапном процессе. В сборке компонентов рибосом участвуют множество белков-помощников, которые, подобно инструментам в оркестре, взаимодействуют скоординированно. Один из этих белков — ObgE — действует как «дирижер», управляя всем процессом. Работа, в которой впервые удалось визуализировать этот процесс in vivo, опубликована в Molecular Cell.

Рибосомы — это «молекулярные фабрики белка», переводящие генетическую информацию в белковые цепи. Если этот процесс останавливается, бактериальная клетка погибает. Исследователи надеются использовать это для создания новых антибиотиков, что особенно актуально из-за роста антибиотикорезистентности и отсутствия новых классов препаратов.

Цель исследования: изучить ранние стадии формирования большой субъединицы рибосомы у бактерии E. coli, чтобы найти потенциальные мишени для лекарств.

Метод: Для минимального вмешательства в клетку ученые использовали «Strep-метку» (Strep tag), встроив ее в геном бактерии. Это позволило пометить ключевой белок ObgE. После мягкой обработки клетки комплекс с участием ObgE удалось изолировать и визуализировать с помощью криоэлектронной микроскопии с почти атомарным разрешением.

Результаты:

• Впервые удалось выделить и получить изображение прекурсора большой субъединицы рибосомы в его естественном, нативном состоянии из живой бактериальной клетки.
• Обнаружено, что этот прекурсор покрыт множеством белков-помощников, которые взаимодействуют друг с другом.
• Белок ObgE играет в этом процессе ключевую, координирующую роль, подобно дирижеру оркестра, «неся» прекурсор рибосомы.

Выводы и перспективы:

• Процесс сборки рибосом под управлением ObgE может стать новой мишенью для антибиотиков. Препарат, блокирующий этот белок, мог бы останавливать рост бактерий, препятствуя образованию функциональных рибосом.
• Исследование позволило выявить как консервативные, так и отличные эволюционные черты в сборке рибосом у прокариот (бактерий) и эукариот (клеток с ядром, включая человеческие). Это важно для разработки лекарств, которые будут воздействовать только на бактериальные клетки, минимизируя побочные эффекты для человека.