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.
Стало понятно, как гены обеспечивают клеткам «вечную жизнь»
Клетки наделены способностью практически бесконечного самообновления, который обеспечивают гены. Данная наследственная информация при наличии ресурсов и защиты поддерживает жизнедеятельность клеток. Детально о феномене рассказал ресурс ruposters.ru. Фундаментальная наука и философия…
Ученые выяснили, от чего зависит погода на Венере
Условия на поверхности Венеры десятилетиями оставались загадкой. Карл Саган, как известно, отмечал, что люди быстро делали выводы, например, о том, что там живут динозавры, основываясь на скудных данных, собранных на…
Nature: Поведение темной материи удалось объяснить без привлечения «пятой силы»
Команда специалистов из Женевского университета провела исследование, позволившее выяснить: темная материя на наблюдаемых масштабах подчинена тем же законам гравитации, что и традиционное вещество. Результатами работы авторы поделились в журнале Nature…
МО: за ночь над регионами России и Черным морем сбили 71 украинский БПЛА
Силы ПВО за ночь сбили 71 украинский беспилотный летательный аппарат над регионами России и Черным морем, сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи дежурными средствами ПВО уничтожен и перехвачен…
ФСБ: москвича задержали за сбор данных о российских военных для Украины
Сотрудники ФСБ задержали по подозрению в госизмене 45-летнего жителя Москвы, собиравшего для украинской стороны данные о местах жительства и автомобилях российских военных. Задержанный собирался воевать в составе украинского вооруженного формирования,…
WSJ: Германия выдала ордер на арест украинских военных по делу о «Северных потоках»
Германия в ходе расследования причастности к взрывам на "Северных потоках" выдала ордер на арест трех представителей украинских спецслужб и четырех водолазов, пишет газета Wall Street Journal со ссылкой на осведомленные…
Главная битва Грузии с Евросоюзом все еще впереди
Грузия начинает новый этап своей жизни - с другим курсом и иной внутриполитической системой. Ради эт...
В Мексике обнаружена затерянная священная гора Теотиуакана
Высоко над южным краем долины Теотиуакан возвышается гора Серро-Патлачике, которая, как теперь доказ...
Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.
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)".