Опасные патогены используют этот сложный механизм для заражения хозяев

Рак желудка, лихорадка Ку, болезнь легионеров, коклюш — хотя инфекционные бактерии, вызывающие эти опасные заболевания, различны, все они используют один и тот же молекулярный механизм для заражения клеток человека. Бактерии используют этот механизм, называемый системой секреции типа IV (T4SS), для введения токсичных молекул в клетки, а также для распространения генов устойчивости к антибиотикам для других бактерий. Теперь исследователи в Калифорнийском технологическом институте раскрыли трехмерную молекулярную архитектуру T4SS от человеческого возбудителя Legionella pneumophila с беспрецедентными подробностями. Это может в будущем позволить разработать точно нацеленные антибиотики для вышеупомянутых заболеваний.

Работа была выполнена в лаборатории Гранта Дженсена, профессора биофизики и биологии и исследователя Медицинского института Говарда Хьюза, в сотрудничестве с лабораторией Джозефа Фогеля в Вашингтонском медицинском университете в Сент-Луисе (WUSTL). 22 апреля в журнале Nature Microbiology появилась статья с описанием исследования.

Существует девять различных типов систем бактериальной секреции, тип IV является наиболее сложным и универсальным. T4SS может переправлять широкий спектр токсичных молекул — до 300 одновременно — из бактерии в клеточную жертву, угоняя клеточные функции и подавляя защитные функции клетки.

В 2017 году доктор медицинских наук из Калифорнийского университета в Калифорнии Дебнат Гозал и его сотрудники впервые применили метод, называемый электронной криотомографией, для выявления общей архитектуры T4SS низкого разрешения у легионелл, бактерий, вызывающих болезнь легионеров, тяжелую и часто смертельную. форма пневмонии.

Ghosal вместе с Kwangcheol Jeong из WUSTL и их коллегами создали детальную структурную модель этой динамической многокомпонентной машины. Команда также сделала точные возмущения генам бактерии, чтобы изучить мутантные версии T4SS, раскрывая, как эта сложная машина организует и собирает.

Модель показала, что секреторная система состоит из отдельной камеры и длинного канала, как камера и ствол пистолета. Характеризуя эти и другие компоненты T4SS, можно было бы разработать точные антибиотики.

Современные антибиотики действуют широко и уничтожают бактерии по всему организму, включая полезные микроорганизмы, которые живут в нашем кишечнике. В будущем антибиотики могли бы быть разработаны, чтобы блокировать только системы доставки токсинов (такие как T4SS) вредных патогенов, делая бактерии инертными и безвредными, не нарушая так называемые «хорошие бактерии» организма.

Статья называется «Молекулярная архитектура, полярное нацеливание и биогенез Legionella Dot / Icm T4SS».