Секретиновый белок с короной

Бактерии — мастера выживания. Им помогает способность усваивать ДНК из окружающей среды, что позволяет постоянно приобретать новые свойства. Исследователи из Института биофизики Макса Планка и Университета Гёте во Франкфурте получили новые данные о том, как именно бактерии импортируют ДНК.

Поглощение чужеродного генетического материала — распространённый трюк для выживания. Например, так бактерии могут стать устойчивыми к веществам, которые обычно их убивают, и передавать резистентность от клетки к клетке. Долгое время оставалось загадкой, как бактериальная клетка способна импортировать такую сложную молекулу, как ДНК. Команде из Франкфурта удалось совершить прорыв в решении этого вопроса.

«Мы получили первые представления о части многобелковой машины для связывания ДНК. Эта машина протаскивает ДНК через внешние клеточные слои, разделяет её на две одинарные цепи и усваивает одну из них», — объясняет Беате Аверхофф. С помощью криоэлектронного микроскопа с разрешением в семь ангстрем она в сотрудничестве с группами Вернера Кюльбрандта и Герхарда Хаммера выяснила трёхмерную структуру этого комплекса, известного как секретиновый комплекс.

Они обнаружили, что комплекс выступает из клеточной стенки, как пистолет, и имеет недавно открытую «корону». Генетические исследования показали, что корона образована не самим секретиновым белком. Однако мутации в пистолетоподобной структуре приводят к распаду короны, из-за чего бактериальная клетка теряет способность поглощать ДНК. «Возможно, в короне мы обнаружили ключевой переключатель для распознавания и связывания ДНК», — говорит Эдоардо Д'Имприма из отдела структурной биологии Института Макса Планка.

Теперь исследователи хотят идентифицировать белок, из которого состоит корона. «Наша работа помогает улучшить фундаментальное понимание переноса ДНК. Но, конечно, мы также хотим определить структуры-мишени, которые могли бы ингибировать этот перенос и, например, остановить распространение устойчивости к антибиотикам», — говорит Д'Имприма.