Задачи и решения
Главная » Новости » Внутри туберкулезной палочки нашли оружие против нее же

Внутри туберкулезной палочки нашли оружие против нее же

03.08.2020

Молекулярные биологи научились убивать туберкулезную палочку, нарушая работу встроенной в нее "системы самоуничтожения", которая защищает бактерию от вирусов и появления крупных мутаций в геноме. Описание работы опубликовал научный журнал Science Advances.

"По сути, туберкулезная палочка постоянно отравляет себя, вырабатывая белок MenT. В конечном итоге он может убить бактерию, если его не подавит антитоксин MenA. Соответственно, мы можем убить микроб, принудительно активировав MenT или нарушив баланс между токсином или антитоксином", – рассказал один из авторов работы, доцент Даремского университета (Великобритания) Тим Блоуэр.

Наряду с раком, ишемией, инсультами и инфарктами туберкулез остается одной из главных причин смертности населения Земли. В особенности это характерно для стран с неблагоприятным климатом или государств, где распространен ВИЧ. Главное средство борьбы с этой болезнью – вакцина БЦЖ, которую в 1921 году разработали Альберт Кальмет и Камиль Герен.

Размножение возбудителя туберкулеза – палочки Коха (Mycobacterium tuberculosis) – в организме больных можно подавить и другими лекарствами. Однако в последние годы появились и начали быстро распространяться сразу несколько штаммов этого микроба, которые неуязвимы к действию большинства подобных препаратов. Поэтому ученые вынуждены искать им замену.

Блоуэр и его коллеги нашли возможное решение этой проблемы внутри самой туберкулезной палочки, изучая то, как работает ее система "токсин–антитоксин". Так ученые называют особый набор белков, один из которых может убить микроб, а другой защищает его от действия первого.

Взлом "системы самоуничтожения"

Подобная "система самоуничтожения", как предполагают ученые, защищает всю колонию микробов от фатальных сбоев в работе его генома, которые могли бы привести к появлению и бесконтрольному размножению дефектных клеток. Вдобавок она мешает распространяться определенному типу вирусов и стабилизирует весь геном в целом, ограничивая скорость накопления изменений в нем.

Несмотря на то, что ученые исследуют Mycobacterium tuberculosis уже более ста лет, точные механизмы работы системы "токсин_антитоксин" у этого микроба оставались загадкой. Исследуя трехмерную структуру четырех белков, которые предположительно играют роль токсина в клетках туберкулезной палочки, американские и французские исследователи узнали принципы, по которым она работает, а также нашли способ дестабилизировать ее.

Для этого ученые подготовили кристаллы из этих белковых молекул, заморозили их и просветили при помощи рентгеновского излучения. Таким образом они узнали, что роль токсина в них играет белок MenT, а препятствует ему антитоксин MenA.

Следующие опыты на культурах клеток показали, что молекулы MenT убивают туберкулезную палочку, выводя из строя молекулы транспортной РНК, которые доставляют аминокислоты в места сборки новых белков. При этом MenT особенно эффективно действовал на тРНК возбудителя туберкулеза и в гораздо меньшей степени влиял на работу аналогичных молекул в клетках кишечной палочки и других микробов.

Дальнейшее изучение структуры и свойств MenT и MenA, как надеются Блоуэр и его коллеги, создаст основу для новых лекарств от туберкулеза, которые могли бы нарушить баланс между этими молекулами и заставили бы палочку Коха производить больше токсина, чем антитоксина. Подобные препараты, как надеются ученые, помогут решить проблему с растущей неуязвимостью туберкулеза к существующим лекарствам.

 
SSL Certificates