Бактерии модифицируют свои рибосомы под воздействием широко используемых антибиотиков, согласно исследованию, опубликованному сегодня в Nature Communications. Незначительных изменений может быть достаточно, чтобы изменить место связывания лекарственных препаратов и составить возможный новый механизм устойчивости к антибиотикам.
Escherichia coli — это распространенная бактерия, которая часто безвредна, но может вызывать серьезные инфекции. Исследователи подвергли E. coli воздействию стрептомицина и касугамицина — двух препаратов, которые лечат бактериальные инфекции. Стрептомицин является основным средством лечения туберкулеза и других инфекций с 1940-х годов, в то время как касугамицин менее известен, но имеет решающее значение в сельскохозяйственных условиях для предотвращения бактериальных заболеваний сельскохозяйственных культур.
Оба антибиотика нарушают способность бактерий производить новые белки, целенаправленно воздействуя на их рибосомы. Эти молекулярные структуры создают белки и сами состоят из белков и рибосомальной РНК. Рибосомальная РНК часто модифицируется химическими метками, которые могут изменять форму и функцию рибосомы. Клетки используют эти метки для тонкой настройки производства белка.
Исследование показало, что в ответ на антибиотики E. coli начинает собирать новые рибосомы, которые немного отличаются от тех, которые производятся в нормальных условиях. В зависимости от того, какой антибиотик использовался, новые рибосомы не имели определенных меток. Метки были особенно утеряны в областях, где антибиотики прикрепляются и останавливают производство белка. Исследование показало, что это сделало бактерии более устойчивыми к препаратам.
«Мы считаем, что рибосомы бактерий могут изменять свою структуру в достаточной степени, чтобы помешать эффективному связыванию антибиотика», — говорит соавтор исследования Анна Дельгадо-Техедор из Центра геномной регуляции (CRG) в Барселоне.
Известно, что бактерии развивают устойчивость к антибиотикам разными способами, включая мутации в ДНК. Другим распространенным механизмом является их способность активно выкачивать и транспортировать антибиотики из клетки, снижая концентрацию препарата внутри клетки до уровней, которые больше не являются вредными.
Исследование свидетельствует о совершенно новой стратегии выживания. «E. coli изменяет свои молекулярные структуры с поразительной точностью и в реальном времени. Это скрытый и тонкий способ уклонения от лекарств», — говорит соавтор исследования Ева Новоа из CRG.
Исследователи сделали выводы, используя передовую технологию секвенирования нанопор, которая напрямую считывает молекулы РНК. Предыдущие методы обрабатывали молекулы РНК таким образом, что удаляли химические модификации. «Наш подход позволил нам увидеть модификации такими, какие они есть, в их естественном контексте», — говорит Новоа.
Исследование не изучает, почему или как химические модификации теряются изначально. Дальнейшие исследования могли бы изучить базовую биологию адаптивного механизма и открыть новые способы борьбы с одним из крупнейших надвигающихся кризисов в мировом здравоохранении. Глобальная устойчивость к противомикробным препаратам уносит не менее миллиона жизней каждый год с 1990 года и, по прогнозам, унесет еще 39 миллионов жизней с настоящего момента до 2050 года.
«Если мы сможем копнуть глубже и понять, почему они сбрасывают эти модификации, мы сможем создать новые стратегии, которые не позволят бактериям сбрасывать их в первую очередь, или создать новые препараты, которые более эффективно связываются с измененными рибосомами», — говорит Новоа.
Из ядра Земли вытекают материалы, запертые в нём с момента рождения планеты
Наша ранняя Земля была не особо привлекательна: расплавленный шар, покрытый глобальным океаном лавы, извергающий смертоносные газы и подвергающийся бомбардировкам пылающими космическими камнями, оставшимися после бурного и хаотичного рождения нашей Солнечной…
Глубоко под Мексиканским заливом произошел масштабный коллапс жизни
Под поверхностью Мексиканского залива жизнь вымирает. Менее чем за четыре года численность животных в том, что когда-то можно было назвать глубоководной экосистемой, сократилась на 60–85 процентов, что является явно неустойчивым…
Тысячи рукописных документов из архивов раскрывают масштабы потепления в Конго
Для богатых и политически стабильных стран задача ведения и оцифровки климатических данных представляет собой высокотехнологичное предприятие. Однако в Демократической Республике Конго (ДРК) ситуация иная. Большая часть климатических данных по бассейну…
МО: за ночь над регионами РФ сбили 149 украинских БПЛА
Средства ПВО за прошедшую ночь перехватили и уничтожили над регионами РФ 149 украинских БПЛА самолетного типа. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи дежурными силами ПВО перехвачены…
Шуваев: в Белгородской области за сутки девять человек пострадали при атаках ВСУ
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области 115 раз за прошедшие сутки. В результате ранения получили девять мирных жителей, сообщил губернатор Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие сутки ВСУ 115…
Поражены места хранения крылатых ракет и дата-центр в Киеве. Удар ВС РФ по объектам на Украине
Российские войска в результате массированного удара ночью поразили на территории Украины предприятия военной промышленности, объекты хранения крылатых ракет и БПЛА, а также центр обработки данных. Об этом сообщили в Минобороны…
Почему Россия не верит в морское перемирие
Турция продолжает попытки выступить посредником между Россией и Украиной в вопросе безопасности судо...
Физики предлагают новое объяснение того, почему материя пережила Большой взрыв
Тяжелый нейтрино, который физики обычно игнорируют, возможно, на короткое время доминировал в ранней...
Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".