Биологи выяснили, как бактерии обретают устойчивость к антибиотикам

Резистентность бактерий к антибиотикам — одна из наиболее острых проблем медицины. Неправильное или чрезмерное использование антибактериальных препаратов уже привело к тому, что лечить такие заболевания, как туберкулез, пневмония, гонорея и заражение крови, становится трудно (а иногда и вовсе невозможно). Если ситуация не изменится, то многие распространенные инфекции и незначительные травмы могут вновь стать смертельными.  

Среди множества механизмов защиты от антибиотиков, которыми обладают бактерии, особую роль играют плазмиды — небольшие «дополнительные» кольцевые молекулы ДНК, способные самостоятельно «жить» внутри бактериальной клетки и переносить гены, ответственные за устойчивость к антибиотикам. Их непосредственное изучение помогает ученым разрабатывать стратегии, направленные на «отключение» или устранение генов резистентности.

Недавно международная исследовательская группа под руководством Томаса Маклина (Thomas C. McLean) из Центра Джона Иннеса (Великобритания) изучила модельный плазмид RK2, который часто используется в исследованиях, связанных с антибиотикорезистентностью. Ученые сосредоточились на белке KorB, поскольку без него плазмид не может сохраняться в бактерии. Ранее этот белок «уличили» в регуляции генов, однако точный механизм его работы оставался загадкой.  

Применив современные методы микроскопии и рентгеноструктурного анализа, исследователи обнаружили, что KorB тесно взаимодействует с белком KorA, вместе они работают как «зажим» и «замок»: KorB может скользить по бактериальной ДНК, а KorA в нужный момент (и на определенных участках) «запирает» KorB. 

В итоге происходит дистанционная блокировка (дальнодействующее выключение) генов, расположенных в плазмиде, которая позволяет последней «подстраивать» условия в бактерии под собственные нужды и защищать себя, тем самым повышая общий уровень устойчивости бактерии к антибиотикам. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Microbiology.

Результаты открывают путь к созданию новых лекарств, способных «дестабилизировать» плазмиды в бактериях и вновь сделать их чувствительными к антибиотикам. Команда планирует расширить исследования, чтобы проверить, как обнаруженный ими механизм работает в других, более клинически значимых плазмидах.