Белки FIC вводят бактерии в спячку

Исследователи из Базельского университета обнаружили, как бактерии входят в "спящий режим" с помощью токсина FIC. Механизм описан в Cell Reports.

Токсины FIC действуют в рамках бактериальных систем "токсин-антитоксин". Пока клетка производит антитоксин, она растет нормально. При неблагоприятных условиях антитоксин разрушается, и токсин активируется, подавляя ключевые клеточные процессы. Это переводит бактерии в состояние покоя, защищающее их, например, от антибиотиков.

Группа профессора Кристофа Дехио показала, что токсины FIC нарушают работу топоизомераз — белков, которые придают ДНК характерную скрученную форму и контролируют её пространственную структуру. Модифицируя эти ферменты, токсины FIC полностью отключают их активность.

"Можно представить, как будто токсины FIC выдергивают вилку из розетки у топоизомераз", — объясняет первый автор Александр Хармс.

Это приводит к быстрым и масштабным изменениям в топологии клеточной ДНК, что и отправляет бактерии в "сон".

Исследование впервые описывает биологическую функцию эволюционно более древних FIC-белков, которые действуют внутри бактериальных клеток. Ранее основное внимание уделялось FIC-белкам, которые патогенные бактерии вводят в клетки хозяина как факторы вирулентности. Это открытие помогает понять, как в эволюции возникают патогены и их инструменты.

Следующая цель команды — выяснить эволюционную связь между этими исходными FIC-токсинами и FIC-белками, используемыми патогенами для атаки клеток хозяина.