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.
Биологи выяснили, какие мутации в нейронах связаны с чрезмерным потоотделением
Молекулярным биологам удалось обнаружить, что избыточное потоотделение появляется у некоторых людей при наличии мутаций в натриевых ионных каналах в их нейронах, ответственных за управление функционалом потовых желез. Открытие поможет быстро…
«Пропавшие» чёрные дыры существуют, и ученые теперь знают почему
Появились самые убедительные на сегодняшний день доказательства существования недостающей полосы масс черных дыр, причем этот пробел начинается примерно в 45 раз превышающей массу Солнца. Данное исследование проясняет давнюю загадку о…
Ученые разгадали 40-летнюю загадку объекта, возвышающегося над Млечным путем
На протяжении четырех десятилетий астрономы ломали голову над гигантской петлей, которая, по-видимому, разрастается из центра Млечного пути. Известная как центральная доля Галактики (GCL), эта структура объясняется самыми разными причинами: от…
МО: за ночь над регионами России за ночь сбили 381 украинский БПЛА
Российские средства ПВО перехватили и уничтожили в течение ночи над регионами РФ, акваториями Азовского и Черного морей 381 украинский БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение ночи в…
ВС РФ нанесли удары по портам Украины, задействованным в интересах ВСУ
ВС России ночью продолжили нанесение ударов по портам Украины, задействованным в интересах ВСУ. Как сообщили в Минобороны России, в порту Одесса поражены резервуары с горюче-смазочными материалами (ГСМ) для ВСУ. ТАСС…
Свыше 400 БПЛА ВСУ летели на Московский регион. Последствия атак
Попытка атаки на Москву, предпринятая вражескими беспилотниками за минувшие вечер и ночь, стала одной из крупнейших за несколько лет. Об этом свидетельствуют подсчеты ТАСС, сделанные на основе данных, опубликованных мэром…
Прибалтику разрывает от грез про ядерное оружие
Страны Прибалтики, похоже, охвачены ядерной лихорадкой. Руководители Латвии, Литвы и Эстонии провозг...
Ученые объяснили, почему люди выросли почти вдвое больше своих предков
На протяжении большей части нашей эволюционной истории предки человека увеличивались в размерах пост...
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)".