Гибель изнутри: описан неизвестный ранее механизм гибели бактериальных клеток
Зета-токсины – семейство белковых молекул, которые присутствуют (в норме) в клетках ряда патогенных бактерий и могут являться причиной резкой гибели данных бактериальных клеток при неблагоприятных условиях. Группа исследователей под руководством Антона Мейнахерта (Anton Meinhart, сотрудник института медицинских исследований общества Макса Планка) изучила механизм, по которому происходит гибель патогенных бактерий по причине влияния зета-токсинов.
В большинстве случаев незаметные токсин-антитоксин системы бактерий, в которых находятся неактивные в нормальных условиях молекулы токсинов, находятся в своеобразном равновесии: токсины в данных системах находятся в неактивном состоянии благодаря молекулам антитоксинов. На протяжении того времени, пока молекулы антитоксинов позволяют молекулам токсинов находится в неактивном состоянии в самих бактериальных клетках, бактериальные клетки не подвержены риску гибели со стороны собственных токсинов. При неблагоприятных условиях молекулы антитоксина разрушаются. Это приводит к активации молекул токсина, которые начинают разрушать бактериальную клетку изнутри. Отметим, о существовании зета-токсинов известно уже давно (около 20 лет), но механизм, по которому они могут уничтожать бактериальные клетки изнутри оставался загадкой до настоящего времени.
В ходе проведения исследований авторы изучали молекулярный механизм действия зета-токсина PezT, существующего в рамках системы PezАT (Pneumococcal epsilon zeta Antitoxin Toxin), с использованием кишечной палочки (Escherichia coli). Система PezАT обнаруживается в организме бактерий Streptococcus pneumoniae – микроорганизмов, которые являются причиной развития в организме людей тяжёлых инфекционных заболеваний, таких, как пневмомния, сепсис, менингит. Учёные заметили, что те бактериальные клетки, в которых PezT находился в активной форме, характеризовались наличием событий, которые имеют место при использовании пенициллина. Авторам исследований удалось показать, что PezT и другие зета-токсины способны преобразовывать строительные блоки сахара UNAG (UDP-N-ацетилглюкозамин) в токсичные для бактериальных клеток соединения (UNAG-3P), которые нарушают процесс построения клеточной стенки бактерий, что и вызывает гибель данных микроорганизмов.
«UNAG-3P – это ценное соединение, на основе которого можно создать новые антибиотики широкого спектра действия» - говорит Антон Мейнхерт. По его словам, данное соединение способно уничтожать бактерий, которые растут с высокой скоростью. Таким образом, результаты исследований, полученные немецкими учёными, - это очередное значимое событие, способное повысить эффективность борьбы с опасными для здоровья и жизни людей микроорганизмами.
Более подробное описание результатов исследований находится в журнале «PLoS Biology».
