Опасные патогены используют сложный механизм для заражения человека

Рак желудка, лихорадка Q, болезнь легионеров, коклюш — хотя инфекционные бактерии, вызывающие эти опасные заболевания, различны, все они используют один и тот же молекулярный механизм для заражения клеток человека. Речь идет о системе секреции типа IV (T4SS) для введения токсичных молекул в клетки, а также для распространения генов устойчивости к антибиотикам для других бактерий. Теперь исследователи из Калифорнийского технологического института раскрыли трехмерную молекулярную архитектуру T4SS человеческого возбудителя Legionella pneumophila с беспрецедентными подробностями. Это может в будущем позволить разработать точечно воздействующие антибиотики для вышеупомянутых заболеваний.

Работа была выполнена в лаборатории Гранта Дженсена — профессора биофизики и биологии, исследователя Медицинского института Говарда Хьюза — в сотрудничестве с лабораторией Джозефа Фогеля в Вашингтонском медицинском университете в Сент-Луисе.

Существует девять различных типов систем бактериальной секреции, тип IV является наиболее сложным и универсальным. T4SS может переправлять широкий спектр токсичных молекул — до 300 одновременно — из бактерии в клетку, подавляя защитные функции клетки.

В 2017 году доктор медицинских наук из Калифорнийского университета в Калифорнии Дебнат Гозал и его сотрудники впервые применили метод, называемый электронной криотомографией, для выявления общей архитектуры T4SS низкого разрешения у легионелл — бактерий, вызывающих болезнь легионеров — тяжелую и часто смертельную форму пневмонии.

Ученые создали детальную структурную модель этой динамической многокомпонентной машины. Команда также сделала точные возмущения генам бактерии, чтобы изучить мутантные версии T4SS, раскрывая, как эта сложная машина организует и собирает.

Модель показала, что система секреции состоит из отдельной камеры и длинного канала, как камера и ствол пистолета. Характеризуя эти и другие компоненты T4SS, можно было бы разработать точечно действующие антибиотики.

Современные антибиотики действуют широко и уничтожают бактерии по всему организму, включая полезные микроорганизмы, которые живут в нашем кишечнике. В будущем антибиотики могли бы быть разработаны, чтобы блокировать только системы доставки токсинов (таких как T4SS) вредных патогенных микроорганизмов, делая бактерии инертными и безвредными, не затрагивая так называемые «хорошие» бактерии организма.

Статья опубликована в журнале Nature Microbiology
Источник: scientificrussia.ru