Учёные раскрыли механизм "спасения" РНК-полимеразы у патогенных бактерий
Три международные исследовательские группы с помощью криогенной электронной микроскопии (Cryo-EM) обнаружили уникальный молекулярный механизм, позволяющий патогенным бактериям поддерживать эффективную экспрессию генов. Результаты опубликованы в трёх статьях в журнале Nature Communications.
Проблема "застрявшей" РНК-полимеразы
- РНК-полимераза (RNAP) — молекулярная машина, считывающая ДНК и синтезирующая РНК.
- Иногда RNAP "застревает" на ДНК во время транскрипции, что может привести к остановке репликации ДНК и гибели клетки.
Решение от белка HelD
Австралийская группа (Университет Вуллонгонга и Университет Ньюкасла) изучила комплекс HelD-RNAP у бактерии Bacillus subtilis (родственной возбудителям сибирской язвы и Clostridium difficile).
Ключевые открытия:
- Структурная биология с помощью Cryo-EM показала, как HelD "спасает" застрявшую RNAP.
- HelD использует "мощные руки", чтобы раскрыть RNAP и удалить все связанные нуклеиновые кислоты.
- Это освобождает RNAP для дальнейшей работы и убирает "дорожное заграждение" для репликации ДНК.
"Понимание того, как работают эти жизненно важные биологические процессы, позволяет разрабатывать средства для их блокировки", — объясняет доктор Гёкхан Толун.
Универсальный механизм
- Чешские учёные обнаружили вариант этого механизма у Микобактерий (возбудителей туберкулёза).
- Консорциум из Германии, США и Финляндии показал, как вспомогательный компонент RNAP помогает HelD у некоторых бактерий.
- В условиях нехватки энергии HelD может переводить RNAP в неактивное состояние (гибернация).
Значение для медицины
Открытие механизма рециклинга и гибернации RNAP открывает новые пути для борьбы с патогенами:
- Разработка препаратов, блокирующих действие HelD.
- Нарушение способности бактерий к росту и переходу в спящее состояние для ухода от иммунной системы.
"Мы можем использовать определённые молекулярные структуры для разработки лекарств, которые связываются с этими молекулярными машинами и подавляют их функции, что приводит к гибели бактериальной клетки", — заключает доктор Толун.