Израильские ученые раскрыли механизм, который используют бактерии для защиты от антибиотиков
Ученые из Хайфского Техниона раскрыли неизвестный механизм, который позволяет бактериям мгновенно адаптироваться к антибиотикам.
Рост устойчивости бактерий к антибиотикам становится одной из самых серьезных угроз для глобального здравоохранения. В новой работе ученые описали процесс, который позволяет бактерии очень быстро перестраиваться под действием антибиотика.
В нормальных условиях, когда бактерия хочет скопировать определенный ген (например, код белка, разрушающего антибиотик), она использует стандартные механизмы: копирует сразу крупный, непрерывный участок ДНК. Это требует много энергии и происходит относительно медленно. Но оказалось, что в критической ситуации бактерии могут действовать и по-другому. В ДНК бактерии есть особые подвижные участки, способные перемещаться и связываться с разными частями генома. Это свойство генома используют бактерии. Короткий фрагмент ДНК соединяет между собой два участка генома, которые изначально находятся далеко друг от друга. Этот фрагмент образует физическую петлю. Благодаря этой петле бактериальные ферменты начинают очень быстро считывать и дублировать только конкретный участок – ген устойчивости, игнорируя все лишнее. В результате бактерия за короткое время вырабатывает десятки точных копий одного и того же защитного гена.
Этот механизм работает как увеличение громкости: чем больше копий гена присутствует в клетке, тем больше защитных белков (своего рода "насосов", выкачивающих антибиотик из клетки) она производит. Если доза антибиотика в окружающей среде растет, бактерия "наращивает" количество копий гена. Если концентрация падает, бактерия вырезает из генома лишние копии гена. Работа опубликована в журнале Nature Microbiology.
"Работа дает новые направления для исследований и разработок, – отметил соавтор работы доктор Идан Элин. – Одно из перспективных направлений – подавление этого защитного механизма".
Открытие может помочь в создании лекарств, блокирующих устойчивость бактерий прямо во время терапии.
