Новое исследование раскрывает механизм защиты у бактерий

Ученые из Бирмингемского университета пролили новый свет на механизм, который используют определенные типы бактерий для защиты от атак.

Грамотрицательные бактерии могут вызывать такие заболевания, как пневмония, холера, брюшной тиф и инфекции E. coli, а также многие внутрибольничные инфекции. Они становятся все более устойчивыми к антибиотикам, и отчасти это связано с особенностями их строения.

Грамотрицательные бактерии окружены двойной мембраной, которая образует высокоэффективный защитный барьер и делает клетку гораздо более устойчивой к антибиотикам. Внешняя из этих двух мембран состоит из двух типов молекул — фосфолипидов и липополисахарида (LPS) — в уникальной асимметричной архитектуре: LPS находится снаружи мембраны, а фосфолипид — внутри. Именно эта архитектура делает грамотрицательные бактерии особенно устойчивыми к антибиотикам.

Понимание того, как эти бактерии создают эту внешнюю мембрану, может привести к выявлению новых способов борьбы с бактериальными инфекциями, поскольку эта мембрана необходима для выживания бактерий.

Ученые из Бирмингемского университета недавно сделали шаг вперед в понимании этого процесса, определив первый механизм, участвующий в движении молекул фосфолипидов к этой мембране. Их результаты опубликованы в Nature Microbiology.

Используя биофизические методы, включая рентгеновскую кристаллографию и ядерный магнитный резонанс (NMR), команда из Бирмингема смогла напрямую отследить движение фосфолипидов от внутренней мембраны к внешней через серию белков, которые образуют путь, известный как путь Mla. Ранее было показано, что этот путь участвует в развитии заболеваний, но его точная функция была неизвестна. Эти результаты предоставляют первые доказательства существования белкового механизма, участвующего в этих транспортных процессах, и открывают возможность нацеливания на него для разработки антибиотиков.

Ведущий автор доктор Тим Ноулз говорит: «Мы много лет знали, что у этих бактерий есть две мембраны, которые помогают им выживать в более суровых условиях и обеспечивают повышенную защиту от атак противомикробных агентов. Более глубокое понимание того, как формируются и поддерживаются эти мембраны, может стать ключевой частью исследований по разработке новых антибиотиков».