Как свет управляет поведением бактерий
Исследователи из Университета Вайоминга (США) и Института медицинских исследований Макса Планка (Германия) впервые определили, как солнечный свет изменяет активность белков класса BLUF-доменных фоторецепторов (Blue Light Using Flavin).
- Результаты опубликованы 18 июня в журнале Nature.
- Руководители проекта: Марк Гомельский (Университет Вайоминга) и Ильме Шлихтинг (Институт Макса Планка).
- В числе соавторов — выпускники-доктора наук из России Наташа Кириенко и Дмитрий Рыженков.
Ключевые открытия
- Механизм световой регуляции: Исследование раскрыло атомную структуру и механизм работы белка BlrP1. Показано, как поглощение одного фотона BLUF-доменом меняет конформацию белка и регулирует его фосфодиэстеразную активность.
- Функция фосфодиэстеразы: Впервые на атомном уровне описана работа EAL-доменной фосфодиэстеразы. Белок BlrP1 расщепляет специфическую фосфор-кислородную связь в молекуле c-di-GMP (циклический димерный гуанозинмонофосфат).
Значение для медицины
Молекула c-di-GMP — ключевой сигнальный мессенджер у бактерий, который определяет их «судьбоносное» решение:
Биоплёнки — серьёзная проблема: Клетки в биоплёнке могут быть в 10 000 раз более устойчивы к антибиотикам, чем одиночные клетки.
Потенциальное применение: Если научиться управлять уровнем c-di-GMP в бактериях (например, с помощью лекарств, снижающих его), можно «приказать» им оставаться одиночными. Это позволило бы предотвращать образование биоплёнок и прогрессирование инфекций на ранней стадии.
Перспективы
- Исследование приближает возможность инженерии светорегулируемых белков на основе BLUF-доменов для биомедицинских исследований.
- Понимание механизма работы EAL-доменных фосфодиэстераз открывает путь к созданию новых методов контроля бактериального поведения.