Нацеливание на аппарат синтеза белка для остановки вредных бактерий

Одна из проблем в уничтожении вредных бактерий — развитие у многих из них устойчивости к антибиотикам. Исследователи из Рочестерского университета изучают формирование аппарата синтеза белка в этих клетках как возможный альтернативный способ остановить бактерии. Профессор биологии Глория Калвер впервые выделила промежуточные этапы процесса создания этого аппарата — рибосом.

«Никто не имел чёткого понимания того, что происходит внутри интактной бактериальной клетки, — сказала Калвер. — Без этого понимания было бы невозможно заблокировать образование рибосом в качестве нового средства остановки роста бактерий».

Поскольку белки необходимы для жизни, организмы погибают, если им не дают производить белки.

Работа Калвер опубликована в Nature Structural and Molecular Biology.

Рибосомы состоят из рибонуклеиновой кислоты (РНК) и белковых молекул, которые подходят друг к другу, как части пазла. Чтобы пазл работал, цепи молекул РНК необходимо обрезать до нужного размера. Этот многоступенчатый процесс происходит очень быстро, что затрудняет захват фрагмента рибосомальной РНК в одном из промежуточных состояний. Калвер и аспирант Неха Гупта смогли сделать это, используя генетические метки внутри клеток E. coli.

Прикрепив метки к нефункциональным областям необрезанной РНК, исследователи смогли выделить незрелые цепи РНК на различных стадиях процессинга.

Анализируя промежуточные фрагменты, Калвер и Гупта обнаружили, что рибосомальная РНК не следует единой последовательной серии шагов. Хотя, по-видимому, существует ранний общий этап, некоторые промежуточные цепи РНК начинали терять фрагменты с одной стороны, в то время как другие промежуточные РНК на аналогичной стадии расщеплялись с другой стороны. Различные пути процессинга РНК происходят одновременно среди различных молекул, что позволяет цепям РНК соединяться с белковыми молекулами с образованием полностью развитых рибосом.

Нацеливание на рибосомы для уничтожения устойчивых к лекарствам бактерий не ново, однако в прошлом учёные фокусировались на зрелых рибосомах. Хотя был разработан ряд антибиотиков для атаки на рибосомы, микробы в конечном итоге стали устойчивы к этим препаратам.

Хотя работа Калвер открывает новые возможности для остановки супербактерий, предстоит ещё много работы.

«Если у бактериальных клеток есть более одного способа создания рибосом, блокирование всего одного пути может быть недостаточным для их уничтожения, — сказала Калвер. — Но наши открытия предполагают, что существует по крайней мере один общий шаг, который можно было бы использовать, чтобы однажды помочь учёным предотвратить развитие рибосом, что привело бы к гибели бактерий».