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.
Загадочная ось во Вселенной совпадает с осью нашей Солнечной системы
Как раз тогда, когда нам кажется, что мы начинаем познавать Вселенную, новая загадка выбивает это представление из космологии. Будь то люди XVII века, которые наконец-то поняли, что живут на скале,…
Гигантские каменные сосуды с костями раскрывают тайну столетней давности
На протяжении почти столетия археологи ломают голову над тысячами гигантских каменных кувшинов, разбросанных по высокогорью Лаоса. Высеченные из цельной скалы и весящие несколько тонн, они стоят группами по всей территории,…
Острова теряют биоразнообразие, которое делало их уникальными
Острова издавна служили естественными лабораториями для изучения эволюции и экологии, вдохновляя на создание основополагающих идей, начиная от теории эволюции Дарвина и заканчивая самой островной биогеографией. Новые исследования показывают, что многие…
МО: за ночь над регионами России сбили 133 украинских БПЛА
Российские средства ПВО перехватили и уничтожили за ночь над регионами РФ и акваторией Черного моря 133 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи в период…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ один человек погиб, 12 были ранены
ВСУ атаковали территорию Белгородской области порядка 90 раз за прошедшие сутки. В результате погиб мирный житель, еще 12 получили ранения, сообщил врио губернатора региона Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие…
ВС России поразили предприятие «Смарт интеллиджент систем» в Киеве
Армия России поразила в Киеве предприятие "Смарт интеллиджент систем", производившее беспилотники, сообщили в Минобороны РФ. Предприятие осуществляло производство беспилотных летательных аппаратов различных модификаций и комплектующих к ним. В том числе…
Чувство родной земли помогает оставаться людьми в цифровую эпоху
Мы неизбежно дорастём до представления о том, что любая земля свята. Человеку земля нужна как союзни...
Астрономы могли ошибаться в своих представлениях о причинах гибели галактик
На протяжении десятилетий астрономы обвиняли столкновения гигантских галактик в прекращении звездооб...
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)".