Ученые впервые увидели одну из природных «линеек»

Международная команда ученых под руководством исследователей из Университета Сент-Эндрюс (Великобритания) и Гвельфа (Канада) использовала передовые методы рентгеновского и ультрафиолетового излучения, чтобы раскрыть принцип работы молекулярной «линейки», помогающей бактериям выживать и обходить иммунную систему человека.

Результаты исследования, опубликованные в Nature Structural & Molecular Biology, представляют собой значительный шаг в фундаментальном понимании биологии. Хотя концепция контроля длины полимерных цепей с помощью молекулярной линейки известна с начала 1970-х годов, саму линейку до сих пор не удавалось визуализировать на молекулярном уровне.

Профессор Джеймс Нейсмит из Университета Сент-Эндрюс объясняет: «Молекулярная линейка, которую мы показали как жесткий coiled-coil белковый комплекс, критически важна. Без нее бактерии не знают, когда остановить производство длинных полимеров, присоединенных к их внешней мембране. Длина этих сахарных полимеров контролируется так же, как закройщик отмеряет ткань перед тем, как отрезать. Это красивая и элегантная демонстрация формы и функции».

Когда бактерии вторгаются в организм, они используют эти сахарные полимеры для самозащиты. Ученые использовали комбинацию экспериментальных методов на синхротроне Diamond Light Source (Великобритания) и в Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL, Германия), чтобы собрать воедино структуру этой линейки.

Ключевой результат: исследователи доказали, что можно изменить длину самой линейки и, как следствие, длину полимера. Это открывает новое направление для разработки лекарств, которые могут нарушать работу линейки.

Доктор Рохана Хуссейн, старший научный сотрудник на линии Circular Dichroism в Diamond, отмечает: «Этот проект показывает важность использования различных методик. Команда провела структурные исследования с помощью кристаллографии и рентгеновского рассеяния, а затем использовала возможности интенсивного ультрафиолетового излучения, чтобы подтвердить свои предсказания».

Работа является частью борьбы с антимикробной резистентностью. Профессор Нейсмит подчеркивает вклад коллег: «Основная заслуга принадлежит докторам Грегору Хагелукену, Брэду Кларку и Хэксиану Хуану, которые провели большую часть экспериментов».

Исследование финансировалось Wellcome Trust, а также получило доступ к установкам Diamond и EMBL в DESY (Гамбург). Понимание и возможность модификации природной молекулярной линейки открывает новые перспективы для разработки инновационных лекарств в будущем.