Как Mycobacterium tuberculosis защищается от чужеродной ДНК
Исследователи из Индийского института науки (IISc) совместно с коллегами из Института математических наук (IMSc) обнаружили, как ключевой белок бактерии туберкулёза защищает её от влияния чужеродной ДНК, встроенной в её геном. Понимание механизма работы белка Lsr2 может помочь в разработке лекарств, нацеленных на него, что поможет в борьбе с туберкулёзом.
Как белок Lsr2 "заглушает" чужеродную ДНК
В исследовании, опубликованном в журнале Nucleic Acids Research, команда обнаружила, что белок Lsr2 подавляет участки ДНК Mycobacterium tuberculosis (Mtb), содержащие генетический материал, который могли внедрить в её геном вирусы или другие организмы. Экспрессия чужеродных генов может нарушить работу клетки, поэтому их идентификация и подавление критически важны.
Учёные выяснили, что Lsr2 связывается с обширными участками ДНК, богатыми основаниями аденином (A) и тимином (T). При высокой локальной концентрации молекулы Lsr2 начинают слипаться друг с другом. Это образование конденсатов (сгустков) блокирует считывание и транскрипцию данных участков ДНК, предотвращая производство потенциально вредных для бактерии белков.
Методы исследования
Для визуализации механизма работы белка команда использовала комбинацию методов:
Одномолекулярная визуализация
Компьютерное моделирование
Были созданы длинные цепочки ДНК с разным содержанием оснований, чтобы наблюдать за поведением белка. Один из методов, применённых в исследовании, позволяет визуализировать отдельные нити ДНК, растягивая их на стеклянной подложке.
С помощью этих техник были идентифицированы конкретные области белка Lsr2, ответственные за образование конденсатов: одна область отвечает за связывание с другими молекулами белка, а другая — за прикрепление к сегменту ДНК.
Значение для лечения туберкулёза
Геном Mtb очень богат парами гуанин-цитозин (GC). Чужеродные гены, напротив, часто имеют высокое содержание аденина и тимина (AT), что делает их мишенью для белка Lsr2.
Исследователи предполагают, что разработка соединений, нацеленных на ключевые области Lsr2 и препятствующих образованию конденсатов, может стать новым подходом к созданию терапии, останавливающей инфекционный процесс.
В настоящее время команда изучает механизм, с помощью которого эти конденсаты останавливают транскрипцию генома бактерии, а также взаимодействие и регуляцию Lsr2 другими белками Mtb.