Как блокировка образования клеточной стенки останавливает деление бактериальной клетки
Исследователи из Университетской клиники Бонна (UKB) и Университета Бонна с помощью высокопроизводительных микроскопов изучили влияние разных антибиотиков на деление клеток Staphylococcus aureus. Они обнаружили, что биосинтез пептидогликана — ключевого компонента бактериальной клеточной стенки — является движущей силой на протяжении всего процесса деления. Результаты опубликованы в Science Advances.
Методология
- В качестве модельного организма использовали Staphylococcus aureus.
- Белок клеточного деления FtsZ и другие белки были помечены флуоресцентными метками.
- Эффекты антибиотиков (оксациллина, ванкомицина, телавацина) наблюдали на отдельных живых клетках в реальном времени с помощью суперразрешающей микроскопии.
- Для анализа изображений применили автоматизированный метод.
Ключевые результаты
- Пептидогликан — постоянная движущая сила. Ранее считалось, что синтез пептидогликана важен только на определённом этапе деления. Новое исследование показывает, что он необходим на протяжении всего процесса.
- Быстрое действие антибиотиков. Ингибирование сборки клеточной стенки гликопептидными антибиотиками происходит быстро и оказывает драматический эффект на деление клеток.
- Роль белка PBP2. Исследователи детально выяснили
роль пенициллин-связывающего белка 2 (PBP2), который соединяет
компоненты клеточной стенки. β-лактамный антибиотик оксациллин нарушает
правильную локализацию этого белка.
«Это означает, что PBP2 не попадает в то место, где он нужен. В результате клетка не может делиться», — объясняет доктор Фабиан Грайн.
Значение
Исследование показывает, что первые клеточные эффекты после добавления антибиотиков, которые ранее не изучались интенсивно, имеют решающее значение. Эти результаты могут стать ключом к лучшему пониманию механизма действия антибиотиков и разработке новых препаратов в условиях роста антибиотикорезистентности.