Команда под руководством Рутгерса обнаружила два гена, которые делают некоторые штаммы вредных бактерий Staphyloccocus устойчивыми к лечению медью, сильнодействующим и часто используемым антибактериальным средством.
Открытие показывает, что Staphyloccocus aureus может приобретать дополнительные гены, которые способствуют инфекциям и устойчивости к антибиотикам, и может открыть новые пути для разработки антибактериальных препаратов, согласно исследованию, опубликованному в Journal of Biological Chemistry.
Исследователи из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике обнаружили два гена в некоторых штаммах бактерий S. aureus. Гены защищают микробы от меди, которая все чаще используется в глобальной борьбе с тяжелыми инфекциями.
Бактерия Staphylococcus aureus - основная причина серьезных и опасных для жизни инфекций в Соединенных Штатах - обладает высокой устойчивостью к антибиотикам. Некоторые штаммы S. aureus имеют недавно приобретенные гены, встроенные в их геном в виде фрагментов ДНК, называемых транспозонами. ДНК может передаваться от одного организма к другому, а транспозоны помогают полученной ДНК быстро стать постоянной частью хромосомы реципиента.
Транспозоны способствуют распространению генов, которые могут привести к появлению бактерий, устойчивых к антибиотикам и с большей вероятностью вызывающих заболевания. Недавно открытые гены закодированы внутри транспозона.
Этот процесс, вероятно, способствовал недавней эпидемии стафилококковых инфекций в Северной Америке, по словам Джеффри М. Бойда, старшего автора исследования и доцента кафедры биохимии и микробиологии в Школе экологических и биологических наук Рутгерса.
Медь использовалась на протяжении тысячелетий для стерилизации ран и питьевой воды, а недавно больницы начали использовать ее против бактерий, обнаруженных на медицинских инструментах и других поверхностях. Но два недавно открытых гена, названные copB и copL, кодируют белки, которые помогают удалять медь из клеток S. aureus и предотвращают ее проникновение.
Гены могут способствовать выживанию S. aureus в условиях, например, в больницах, которые могут привести к инфекциям, и/или они могут привести к появлению штаммов S. aureus с более высокой устойчивостью к меди.
С. бактерии aureus живут на коже. Они являются основной причиной серьезных и опасных для жизни инфекций отчасти потому, что многие штаммы S. aureus, такие как MRSA и VRSA, обладают высокой устойчивостью к антибиотикам.
Ученые из Рутгерса в сотрудничестве с учеными из Университета Буффало также выявили трехмерную структуру белка copL в бактерии B. subtilis, родственнице S. aureus, с помощью методов ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Эти методы также использовались для определения области, где медь связывается с поверхностью белка.
«Эта структура обеспечивает основу для рационального дизайна лекарств и может привести к новому пути открытия антибактериальных препаратов», - сказал соавтор Гаэтано Т. Монтелионе, заведующий кафедрой Джерома и Лоррейн Арести и заслуженный профессор кафедры Молекулярная биология и биохимия в Школе искусств и наук. Он также связан с Центром передовых биотехнологий и медицины.