Молекулярный переключатель играет ключевую роль в бактериальной дизентерии

Бактерии рода Shigella — вторая по распространенности причина смертельных бактериальных диарейных заболеваний, ежегодно уносящих более 200 000 жизней. Существуют штаммы, устойчивые к распространенным антибиотикам.

Исследователи из Института наземной микробиологии им. Макса Планка в Марбурге изучили механизм регуляции генов у возбудителя дизентерии Shigella flexneri.

Удаленное управление инфекционной способностью

Команда под руководством Мартина Танбихлера обнаружила, что ключевую роль в регуляции вирулентности играет белок VirB. Он не является классическим фактором транскрипции, а относится к тому же классу белков, что и CTP-зависимые переключатели, участвующие в распределении генетического материала при делении клетки.

VirB использует цитидинтрифосфат (CTP) — рибонуклеотид, строительный блок для РНК — в качестве молекулярного переключателя. Белок связывается с ДНК и, подобно кольцу, оборачивается вокруг её молекулы. CTP действует как «двусторонний скотч», удерживая кольцо VirB в закрытом состоянии.

В этой форме VirB скользит вдоль ДНК, освобождая сайт связывания для загрузки новых молекул VirB. Эти молекулы изменяют структуру ДНК, делая целевые гены доступными для считывания. Этот CTP-зависимый механизм загрузки и скольжения позволяет VirB дистанционно управлять экспрессией генов вирулентности.

Потенциальная мишень для новых терапий

Мутации, препятствующие связыванию CTP, подавляют образование комплексов VirB-ДНК и экспрессию генов вирулентности в клетках Shigella.

Поскольку подобные переключатели отсутствуют у человека, VirB может стать мишенью для новых терапевтических средств, специфически подавляющих вирулентность Shigella.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, впервые демонстрирует участие CTP-зависимого переключателя в регуляции генов, что указывает на широкую важность этого принципа для контроля биологических процессов у бактерий.