Новые данные о механизмах вирулентности бактерий типа E. coli

Команда учёных из IRB Barcelona сообщила, как белок Ler, присутствующий в патогенных бактериях, взаимодействует с определёнными последовательностями ДНК, активируя множество генов, ответственных за вирулентность, которые бактерии затем используют для заражения человеческих клеток. Ler присутствует в патогенных штаммах Escherichia coli, таких как тот, что вызвал смертельную вспышку инфекции в Германии в мае прошлого года. Исследование опубликовано в журнале PloS Pathogens.

Исследователи определили трёхмерную структуру ключевой области комплекса ДНК-белок. Знание о структурах, контролирующих активность генов, связанных с вирулентностью и устойчивостью к антибиотикам, имеет решающее значение для понимания молекулярных механизмов регуляции бактериальной патогенности и открывает путь к альтернативным методам лечения, отличным от классических антибиотиков. По словам Хесуса Гарсии, научного сотрудника группы IRB Barcelona под руководством Микеля Понса, «стратегия, основанная на селективных регуляторных системах для генов, ответственных за вирулентность, особенно привлекательна, поскольку потенциально может минимизировать побочные эффекты на нашу бактериальную флору и снизить селективное давление для развития устойчивости к антибиотикам у бактерий».

Многие гены, ответственные за вирулентность патогенных бактерий и устойчивость к антибиотикам, были приобретены посредством таких процессов, как горизонтальный перенос генов (HGT). С помощью этого механизма бактерии инкорпорируют генетический материал из внешних источников, таких как другие бактерии или фаги (вирусы, поражающие бактерии). Правильная регуляция генов HGT, то есть их «заглушение», когда они не требуются, и скоординированная активация для получения полезного эффекта, имеет решающее значение для успеха бактерий.

«Определённая структура позволила нам понять, каким образом Ler распознаёт свои сайты связывания с ДНК. Ler распознаёт не специфические последовательности, а локальные структуры ДНК. В нашем исследовании мы также проверили, используется ли этот режим распознавания другими белками того же семейства, такими как H-NS», — поясняет Гарсия. Белки Ler и H-NS играют критическую роль в регуляции генов, приобретённых через HGT, в патогенных штаммах E. coli.