Новое понимание деления бактериальных клеток

Вредоносные штаммы Escherichia coli (E. coli) могут удваивать свою популяцию каждые 20 минут, вызывая диарею, респираторные заболевания и пневмонию. В условиях роста антибиотикорезистентности ученые ищут новые способы борьбы с инфекциями, например, воздействуя на механизм деления клеток.

Исследователи из Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) и Stockholm University раскрыли новые детали этого процесса. Их работа опубликована в Molecular Microbiology.

Цель исследования: понять механизм деления, чтобы в перспективе создать препараты, которые его нарушают.

Большинство бактерий размножаются бинарным делением, при котором материнская клетка разделяется на две идентичные дочерние. В этом процессе участвует крупная молекулярная машина — «девизома».

Ключевое открытие: с помощью высокоточной микроскопии STED (Stimulated Emission Depletion) ученые визуализировали пространственную организацию двух ключевых белков девизомы E. coli — FtsZ и FtsN.

• Ранее считалось, что все белки девизомы собраны в один крупный суперкомплекс.
• STED-наноскопия с разрешением на наноуровне показала, что FtsZ (зеленая метка) и FtsN (красная метка) образуют неперекрывающиеся, неравномерно распределенные кольца в месте деления.
• По мере прогрессирования деления кольцо FtsZ перемещается внутрь кольца FtsN.

Это указывает, что девизома не работает как единая машина, а состоит из отдельных белковых групп, выполняющих специфические роли.

Перспектива: детальная картина организации белков деления позволит целенаправленно создавать антибиотики, нарушающие этот процесс. Следующий шаг — изучение других пар белков девизомы для определения наиболее перспективных мишеней для лекарств.