Новый токсин-антитоксиновый механизм широко распространён у одноклеточных организмов
Бактерии всегда голодны. Если дать одной бактерии всю необходимую пищу, она достигнет массы Земли примерно за два дня. Чтобы пережить периоды голода, бактерии должны замедлить свою активность, или «заснуть». В этом им помогают токсин-антитоксиновые (TA) системы — небольшие генетические элементы в хромосомах бактерий. Они позволяют ускорить рост (с помощью антитоксинов) или замедлить его (с помощью токсинов), чтобы выживать в периоды изобилия или нехватки пищи.
Исследователи обнаружили новую TA-систему, названную HEPN/MNT (higher eukaryotes and prokaryotes nucleotide-binding / minimal nucleotidyltransferase). Результаты опубликованы в Nucleic Acids Research.
- Как работает система: Антитоксин MNT «обезвреживает» токсин HEPN. Аденозинтрифосфат (ATP) переносится к активному сайту токсина, что ингибирует его функцию.
- Особенность: В этой системе антитоксин действует как фермент для инактивации токсина, а не просто связывает его.
- Распространённость: Система HEPN/MNT является самой распространённой TA-системой у прокариот (одноклеточных организмов, таких как бактерии).
Значение TA-систем:
- Регуляция метаболизма: Помогают бактериям экономить ресурсы и выживать в периоды голода между приёмами пищи у хозяина.
- Защита от вирусов: TA-системы замедляют рост бактерий при вирусной атаке, предотвращая гибель клетки и распространение вируса. «У вируса нет способа убить бактерию, если она спит».
Контекст открытий:
- 2008/2016 гг.: Обнаружена система TomB, где антитоксин окисляет серу в токсине.
- 2012 г.: Описана система GhoST — первая известная система, где антитоксин (GhoS) функционирует как фермент, разрушающий мРНК токсина (GhoT). Иначе токсин проделывает отверстие в клеточной мембране, придавая клетке «призрачный» вид.
Все антитоксины инактивируют токсины, но механизмы их взаимодействия различаются. Эти системы важны как для поддержания здоровых бактерий (например, в пищеварительной системе), так и для борьбы с патогенами.