Джонс Хопкинс медициналық орталығының тұщы су көлдері мен топырақтағы бактерияларды зерттейтін зерттеушілері «таңқаларлық» жаңалық деп атаған жаңалықта микроорганизмнің пішінін сақтауда ақуыздың маңызды рөлін анықтағанын айтады. Бактерия жасушасының қабығының тұтастығы оның өмір сүруінің кілті болғандықтан, жаңалық жаңа және жақсырақ антибиотиктерді іздеуді алға жылжытуы мүмкін.
Команданың зерттеулері кеңінен зерттелген грам-теріс бактерия Caulobacter crescentus құрамындағы OpgH протеинінің жоғалуы микроорганизмді қорғайтын жасуша қабырғасын бұзып, жасуша өліміне әкелетін белсенділік каскадын тудырады деп болжайды. OpgH - қорғаныш жасуша қабырғасының желатинді интерстициалды кеңістігінің маңызды құрамдас бөлігі болып табылатын осморегуляцияланған периплазмалық глюкандар, OPGs деп аталатын глюкозасы бар молекулаларды жасайтын фермент.
«Біздің эксперименттерімізде Caulobacter бактерияларындағы OpgH протеинін жойған кезде, ол OPG қант молекулаларының өндірісін тоқтатады, бактериялар өмір сүре алмайды», - дейді Эрин Голи, Ph.D, Джонс Хопкинс университетінің медицина мектебінің биохимия профессоры.
Caulobacter crescentus бактериясы әдетте аурудың себебі болып саналмайды, бірақ осы қабық тәрізді қабығы бар грамтеріс бактерияларда көп кездесетін OPGs антибиотиктерге төзімділік пен аурудың нәтижелерінде рөл атқарады. Нәтижесінде Caulobacter сияқты грам-теріс бактериялардағы қант молекулаларының рөлін жақсырақ түсінуге күш салу, сайып келгенде, ғалымдарға OPG бар патогендік бактерияларға, соның ішінде Brucella, Pseudomonas, Salmonella және E. coli-ге бағытталған жаңа препараттарды жасауға көмектесуі мүмкін.
Егер осы OPG қант молекулаларын шығаратын немесе өзгертетін ақуыздар бактериялардың өмір сүруі үшін маңызды болып табылса, Голи олар антибиотиктердің жақсы нысанасына айналуы мүмкін екенін атап өтті. Немесе OPG маңызды емес организмдерде OPG жолының кейбір бөлігіне бағытталған препарат жасушаларды бар антибиотиктерге сенсибилизациялауы мүмкін.
Голи – топтың mBio-да жарияланған «OpgH – Caulobacter морфологиясының маңызды реттеушісі» атты мақаласының аға авторы. Өз баяндамасында авторлар: «Жасуша қабықшасының тұтастығы бактериялардың тіршілігі үшін өте маңызды болғандықтан, OpgH белсенділігінің морфогенезге қалай ықпал ететінін түсіну және конверттің тұтастығын сақтау антибиотикалық терапияны дамытуға көмектесуі мүмкін» деп қорытындылады.
Бактериялар қоршаған ортаның әсерлі ауқымында өмір сүреді және қоршаған орта жағдайларының кенеттен өзгеруіне бейімделе алады, деп жазады авторлар. «Тауашалар бойынша айтарлықтай өзгеруі мүмкін параметрдің бірі - сұйылтылған тұщы судың мекендеу ортасынан жоғары концентрацияланған топыраққа дейінгі осмолярлық». Caulobacter crescentus - өзгермелі ортада физиологиялық бейімделудің жақсы қалыптасқан үлгісі және оның тіршілігін жеңілдететін нақты жасушалық құрылымдар мен процестерге ие.
«Атап айтқанда, бактериялық жасуша қабығы жасуша мен оның қоршаған ортасы арасындағы физикалық тосқауыл ретінде қызмет етеді», - деді команда. Жасуша мембранасы ішкі және сыртқы жасуша мембраналарынан және олардың арасындағы периплазмадан тұрады. Периплазманың ішінде жасуша құрылымы мен пішінін беретін пептидогликаннан (ПГ) жасалған жасуша қабырғасы бар. «Клетка қабырғасынан басқа, кейбір бактериялар периплазмада осморегуляцияланған периплазмалық глюкандар (ОПГ, мембранадан алынған олигосахаридтер деп те аталады) деп аталатын глюкоза полимерлерін де шығарады», - деп түсіндірді авторлар.
Өз зерттеулерінде ғалымдар Caulobacter құрамындағы OpgH протеинінің болуын азайтуға және жасуша пішініне әсерін байқауға мүмкіндік беретін индукцияланатын промотор деп аталатын молекулалық құралды пайдаланды.
Сондай-ақ, топ OpgH жоғалуы жасуша қабырғасындағы кемшіліктерді сезетін және түзететін CenKR деп аталатын сигналдық жолға әсер ететінін анықтады. Содан кейін олар жасуша қабырғасының пішінін реттеуге жауапты CenKR жолын тиімді гиперактивтендіріп, CenR ақуызының тым көп мөлшерін өндіру үшін Caulobacter жасушаларын манипуляциялады.
OpgH немесе CenR протеиндерінің деңгейі көтерілгеннен кейін ғалымдар бактериялық жасушаларды олардың қозғалуына жол бермейтін гель қабатына орналастырды. Олар жасушалардың пішіні мен белсенділігін бақылау үшін арнайы микроскопты пайдаланды. «OpgH жоғалуы морфогенетикалық кешендердің локализациясы мен белсенділігін дұрыс реттеу арқылы жасушаның асимметриялық шығуын және лизисін тудырады», - деп атап өтті олар. «OpgH сарқылуының конвертінің гомеостазының фенокопияларына қатысатын CenKR екі компонентті жүйесінің шамадан тыс белсендірілуі, OpgH сарқылуы CenKR белсендіреді дегенді білдіреді».
Голи былай деп түсіндірді: «Біз OpgH ақуызының деңгейін төмендетіп, OPG қант молекулаларының өндірісін тоқтатқанда немесе жасуша қабығын сақтайтын CenKR сигнал беру жолын гиперактивтенген кезде олардың деформацияланғанын анықтадық. Содан кейін біз жасушаны өсіруге және оның пішінін сақтауға көмектесетін кейбір молекулалық ойыншылардың қайда орналасқанын қарастырдық. «Молекулалық ойыншылар дұрыс жерде болмады, бұл OpgH және CenR жасуша пішінін сақтаудың ажырамас бөлігі екенін көрсетеді». Авторлар былай деп қосты: «Соңында біз протрузия фенотипі OpgH-ның cenR арқылы сарқылуына байланысты екенін анықтадық».
Ал жасуша қабықшасы пішінін жоғалтқаннан кейін, барлық бактериялар ақырында жарылып өледі. «Біз OPG сарқылуы немесе сигнал беру жолын белсендіру жасуша пішіні мен өсуіне қалай әсер ететінінің үлгісін жасадық», - деді Голи.
Caulobacter жасуша құрылымындағы қант молекулаларының рөлін сипаттау маңызды бірінші қадам болып табылады, бірақ Голи «олардың грам-теріс бактериялар түрлерінің арасында қалай жұмыс істейтіні туралы толық суретті алу үшін біраз уақыт қажет» деп ескертті.
Caulobacter-де қант молекулалары тұйық сақиналарға ұқсайды, ал E. coli-де олар тізбек тәрізді құрылымдардан шығып тұрған бұтақтары бар ағаштарға ұқсайды. Голи пішінді және молекулалармен байланысты барлық әшекейлерді түсіну зерттеушілерге жасуша қабырғасын сипаттауға көмектесетінін мойындады.
«Зерттеудің келесі кезеңінде біз осы молекулаларды жасайтын, безендіретін және ыдырататын барлық ферменттерді зерттейміз деп үміттенеміз, осылайша біз олардың метаболизмі және олардың жасуша қабырғасын қалай сақтайтыны туралы толық суретті ала аламыз», - деді Голи. «Біз бұл ферменттердің қалай жұмыс істейтінін анықтағаннан кейін, бұл өте жақсы болады, өйткені біз дәрі-дәрмекпен мақсат қоя аламыз».
Авторлар: «Біз OpgH және ықтимал OPG өндірісі Caulobacter морфогенезінде маңызды рөл атқаратынын анықтаймыз және жасуша конвертінің тұтастығын сақтау үшін CenKR-мен бірлесіп жұмыс істейміз... Біздің нәтижелеріміз маңызды OpgH гомологы үшін іргелі гомеостатикалық рөлді анықтайды және жаңа жасуша морфологиясы OPG және CenKR жолдары арасындағы байланыс, ол болашақ зерттеулер үшін піскен».
Дереккөз: genengnews.com
Пікір қосу