Бактерии очень коварны в своих попытках выработать устойчивость к антибиотикам. Некоторые штаммы бактерий упаковывают генетические инструкции о том, как они защищаются и вызывают болезни, и передают эту информацию соседним, наивным бактериям, по сути, наделяя своих собратьев защитой, необходимой им для выживания против нашего медицинского арсенала антибиотиков.
Если этого недостаточно, передаваемая информация также позволяет бактериям-получателям передавать ту же информацию другим, а это означает, что способность сопротивляться антибиотикам и производить токсины быстро распространяется от одной бактерии к другой.
Это пугающая мысль.
Ученые из Института биомедицинских открытий Университета Монаша и Центра передового опыта ARC в области усовершенствованной молекулярной визуализации, работающие с Австралийским синхротроном, ответили на ключевой вопрос о том, как опасная бактерия Clostridium perfringens делится своей генетической информацией.
С. perfringens ежегодно вызывает более миллиона случаев пищевого отравления в Соединенных Штатах и вызывает быстро распространяющееся смертельное состояние «газовая гангрена». Это также экономически важная причина болезней кур, овец и крупного рогатого скота.
Команда, включающая доктора Дауда Траоре, доктора Джесс Вишневски, доктора Вики Адамс, профессора Джулиана Руда и профессора Джеймса Уистстока, обнаружила информацию о том, как ранее неизвестный ген, называемый tcpK, помогает передавать генетические инструкции (ДНК). на устойчивость к антибиотикам от одной бактерии C. perfringens к другой.
Эти выводы были опубликованы сегодня в Nature Communications.
Когда они впервые идентифицировали новый ген, команда искала в международных базах данных информацию о том, как он может работать.
«Мы нигде не смогли найти никаких сведений о функционировании TcpK», - сказал д-р Траоре.
«Он обнаружен только у C. perfringens и связанных с ним болезнетворных бактерий, но имеет решающее значение для распространения устойчивости бактерий к антибиотикам», - сказал доктор Адамс.
Направляя высокоэнергетическое рентгеновское излучение, генерируемое австралийским синхротроном, на кристалл белка TcpK, исследователи смогли определить трехмерную молекулярную структуру белка.
Наш структурный анализ показал, что молекула напоминает универсальный модуль связывания ДНК, называемый крылатой спиралью-поворотом-спирали. Это был ключевой прорыв, который позволил нам обнаружить, что TcpK работает, маркируя ДНК для переноса в другую. бактерия», - сказал доктор Траоре.
Д-р Траоре и его коллеги ожидают, что это открытие облегчит будущие исследования, направленные на контроль распространения устойчивости к антибиотикам и генов токсинов.