Раскрыт секрет сверхустойчивости стафилококковой инфекции

Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам — обычная головная боль медиков и биологов. Между учёными и бактериями идёт непрекращающаяся война: первые придумывают всё новые антибиотики, вторые через несколько лет вырабатывают к ним устойчивость.

Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) добился в этом противостоянии значительного преимущества. Некоторое время назад исследователи обнаружили, что к эта бактерия получила от своего родственника, патогенного стафилококка Staphylococcus sciuri, ген cfr. Он кодирует белок, обуславливающий сильнейшую устойчивость аж к семи классам антибиотиков; фактически, его носитель превращается в "супербактерию".

Но если исходный носитель Staphylococcus sciuri не представляет опасности для человека, золотистый стафилококк, который живёт у нас на коже и слизистой оболочке носа, может быть источником серьёзных неприятностей, от незначительных кожных воспалений до пневмоний и менингитов. Штамм стафилококка с геном суперустойчивости был обнаружен в США, Бразилии, Испании, Ирландии, Италии. Молекулярная механика этого феномена долгое время оставалась загадкой. И вот американские исследователи из Университета Пенсильвании и Северо-Западного университета в Эванстоуне сообщили со страниц журнала Science, что им удалось выяснить, чем ген cfr занимается у бактерий.

Белок Cfr ответствен за метилирование рибосомной РНК. У всех живых организмов, не только у бактерий, есть сложная сеть регуляции активности генов — через добавление метильных групп на нуклеотиды. Нуклеотиды — это строительные "кирпичи" для нуклеиновых кислот, ДНК и РНК. Когда к нуклеотиду подшивается метильная группа, это изменяет структуру нуклеиновой кислоты, а значит — и её функции: с метилизированным участком РНК или ДНК буду иначе связываться белки, участвующие в биосинтезе. У бактерий есть белок RlmN, который так модифицирует рибосомную РНК, что улучшается функционирование белоксинтезирующей машины, рибосомы.

Тут надо вспомнить, что огромное число антибиотиков "бьёт" бактерии именно по рибосомам. Антибиотики связываются с рибосомой и инактивируют одну из её многочисленных функций, и результатом всегда оказывается гибель бактерии. Так вот белок Cfr как раз мешает антибиотикам садиться на рибосому. Он тоже метилирует рибосомную РНК, причём по тем же самым нуклеотидам, что и RlmN, но при этом навешивает метильные группы на другие атомы этих нуклеотидов. Это не мешает работе рибосом, но при этом делает их неузнаваемыми для антибиотиков.

Ноу-хау стафилококков заключается в том, что они не "сочиняли" новые белки-ферменты, которые разрушали бы антибиотики по отдельности, а модифицировали сами себя таким образом, чтобы стать неуязвимыми для лекарств.

Теперь, учитывая открытые детали этого химического процесса, становится ясно, на что нужно обратить внимание при разработке антибиотиков следующего поколения.

Читайте Comments.ua в Google News