Исследование, опубликованное в Nature Communications, дает представление о ранних этапах эволюции бактериальных хищников и поможет найти новые способы борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам.Полезная хищная бактерия, называемая Bdellovibrio bacteriovorus, поедает другие бактерии (включая важные патогены человека, животных и сельскохозяйственных культур).Он нападает на них изнутри, используя ферменты (называемые DD-эндопептидазами), которые сначала ослабляют клеточные стенки хищных бактерий, а затем заставляют их собираться, как рыба-иглобрюх, предоставляя пространство в качестве временного дома для хищника.
Однако у Bdellovibrio также есть похожие клеточные стенки, так почему бы им не стать жертвами собственной атаки?Проект, финансируемый Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам (BBSRC), обнаружил, что бактерия использует белок анкиринового типа, называемый Bd3460, в качестве защиты.
Он связывается с кончиком ферментного оружия, сводя на нет их действие, пока они не будут безопасно выделены из Bdellovibrio в бактерии-жертвы.Доктор Эндрю Ловеринг и Ян Кэдби из Университета Бирмингема определили структуру белка анкирина с помощью рентгеновской кристаллографии и обнаружили, что он присоединяется к двум оружию DD-эндопептидазы, чтобы временно деактивировать их.
«Когда я впервые показал это Лиз, она попала в самую точку, описав это как декоративную« причёску »поверх эндопептидазы», - сказал доктор Ловеринг. «Это закрывает активный участок ферментов, которые используются для разрезания клеточных стенок, и обеспечивает защиту Bdellovibrio до тех пор, пока это оружие не попадет в жертву».Кэри Ламберт, Роб Тилль и профессор Лиз Сокетт из Университета Ноттингема подтвердили использование белка-антидота, когда ген, ответственный за его производство, был удален.
Профессор Лиз Сокетт сказала: «Когда был удален ген Bd3460, ответственный за выработку антидота, у Bdellovibrio не было возможности защитить себя от собственного оружия. Когда он атаковал вредные бактерии с помощью ферментов, повреждающих клеточную стенку, он также почувствовал последствия.
«Бактерии Bdellovibrio, лишенные гена Bd3460, пытались вторгнуться в бактерии, но внезапно собрались, как рыба-иглобрюх, и не смогли завершить вторжение — более толстая клетка хищника не могла проникнуть в клетку-жертву».Это первая статья, в которой был обнаружен белок «самозащиты» у хищных бактерий.Профессор Лиз Сокетт добавила: «Большинство бактерий не являются хищниками, и поэтому понимание этих механизмов дает нам представление о том, как развилось хищничество.
В этом случае кажется, что ген Bd3460 был передан предкам Bdellovibrio, вероятно, когда они начинали развиваться как хищники. . "Комментируя потенциальное влияние исследования, д-р Эндрю Ловеринг добавил: «Если мы собираемся использовать Bdellovibrio в качестве терапевтического средства в будущем, нам необходимо понять механизмы, лежащие в основе убийства жертв, и быть уверенными в том, что какие-либо гены самозащиты не могут быть устранены. приобретается патогенами, вызывая резистентность. Лиз и Кэри блестяще продемонстрировали, что этого не произошло с антидотным белком bd3460, а Иэн и я показали, как этот механизм работает только с ферментами хищников — это отличное межуниверситетское сотрудничество ».