Streptomyces - это обитающие в почве бактерии, которые производят приблизительно две трети антибиотиков, используемых в настоящее время в клинической практике.
Производство этих антибиотиков, используемых бактериями для борьбы с соперниками, координируется как часть сложного жизненного цикла, который заканчивается образованием спор.
В репродуктивном процессе спороношения бактерии входят в состояние покоя, повышая их выживаемость в неблагоприятных условиях.
Если исследователи смогут понять, как контролируется такой репродуктивный жизненный цикл, они смогут использовать производство клинически полезных антибиотиков.
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Американского общества микробиологии mBio, исследователи из Центра Джона Иннеса обнаружили, что ключевой белок действует как «тормоз», обеспечивающий правильное время спорообразования у Streptomyces. Этот белок является ДНК-связывающим белком, который называется BldC.
Команда показала, что, когда они убрали тормоз, удалив ген, кодирующий белок, спорообразование происходит слишком рано.
Чтобы понять, как работает этот тормоз BldC, команда использовала метод, называемый секвенированием хроматина-иммунопреципитации (ChIP-seq).
Этот метод позволяет исследователям использовать специфические антитела для определения того, где белок BldC связывается с хромосомой Streptomyces. Другой метод, называемый секвенированием РНК (RNA-seq), позволил им увидеть, какие гены включаются или выключаются белком BldC.
«Этот подход показал, что тормоз BldC работает, отключая важные гены, необходимые для спорообразования, в то время, когда Streptomyces хочет расти нерепродуктивно», - объясняет первый автор доктор Мэтт Буш.
"К нашему удивлению, эти исследования показали, что BldC не только выключает некоторые гены, но и может включать другие гены. структура хромосомы - это нуклеоид-ассоциированный белок)."
Один вопрос, на который еще предстоит ответить в будущих исследованиях: как удаляется «тормоз» BldC?
В исследовании использовался модельный организм Streptomyces venezuelae ("Sven"). Основное преимущество S. venezuelae заключается в том, что, в отличие от других модельных видов, он образует споры как в жидкости, так и на твердых чашках с агаром.
"Это означает, что мы можем использовать цейтраферную флуоресцентную микроскопию для создания видеороликов Streptomyces, проходящих весь жизненный цикл от споры к споре в режиме реального времени. Мы можем поместить флуоресцентную "метку" на белок в клетка, чтобы увидеть, куда она идет и когда. Здесь мы помещаем метку на белок «FtsZ», который необходим для события клеточного деления, которое производит споры.- говорит доктор Буш.
Смотрите видео с объяснением тормозного механизма: