Ученые открыли новый способ защиты бактерий от токсинов
Исследователи из Сколтеха, МГУ, Научно-технологического университета «Сириус» и Института биоорганической химии РАН исследовали роль двух бактериальных генов, которые помогают поддерживать целостность рибосомной РНК под действием РНК-повреждающего риботоксина других бактерий. Они подтвердили роль обоих генов в процессе репарации разорванной РНК и показали, что даже одного из них может быть достаточно для оказания защитного эффекта. Эти результаты помогут ученым лучше понять механизмы бактериальной защиты и способы их преодоления.
Исследование опубликовано в International Journal of Molecular Sciences. В большинстве микробных сообществ различные виды и штаммы бактерий, которые постоянно конкурируют за ограниченные ресурсы и пространство для жизни. В таких условиях бактерии непрерывно ведут «гонку вооружений»: одни виды производят токсины, чтобы использовать их против конкурентов, а те в ответ вырабатывают инструменты для борьбы с их действием. Зачастую токсины «целятся» в ключевые молекулярные механизмы клетки: в частности, под удар попадает система синтеза белка. Ранее было показано, что действие ряда токсинов нарушает целостность молекул(ы) РНК в составе рибосом — клеточных фабрик по производству белка.
«Бактериальные клетки постоянно пытаются выжить, они всегда пытаются доминировать в экосистеме. Чтобы добиться превосходства, они должны быть в состоянии противостоять атакам других бактерий. Поскольку РНК часто является мишенью, ученые исследуют потенциальные резервные системы, которые бактерии могут использовать в случае нарушения целостности РНК», — объясняет Тинаше Принс Мавиза (Tinashe Prince Maviza), аспирант Сколтеха и первый автор исследования.
Колицины — класс токсинов, которые бактерии выбрасывают в окружающую среду для борьбы с соперниками. Различные типы колицинов действуют на разные элементы клеточного аппарата. Риботоксин колицин Е3 способствует расщеплению молекулы рибосомной РНК (рРНК) в центре декодирования рибосомы — месте, где с мРНК считывается информация о структуре белка и происходит синтез белка. Чтобы справиться с этим критическим повреждением, которое в конечном итоге приводит к гибели клетки, бактерии смогли выработать системы для восстановления повреждений после воздействия колицинов.
Ранее в экспериментах in vitro было показано, что два соседних гена — prfH и rtcB2, которые встречаются в геномах разных бактериальных штаммов, потенциально связаны с повреждением рибосом. В этой статье авторы предположили, что при повреждении рибосомы колицином Е3 белок PrfH помогает разобрать рибосому на отдельные субъединицы, а белок RtcB2 впоследствии восстанавливает нарушенные субстраты центра декодирования.
Ученые продемонстрировали, что эти два гена придают устойчивость к токсичности колицина E3 in vivo, то есть в клетках. Они экспериментально продемонстрировали, что если оба гена удалить из генома кишечной палочки Escherichia coli, бактерии больше не могут сопротивляться действию колицина Е3. Но если оба гена повторно ввести в клетку в виде плазмиды — небольшого кусочка генетического материала, то устойчивость к колицину Е3 восстанавливается. Интересно, что сверхэкспрессии rtcB2 оказалось достаточно для антиколицинового эффекта. Эти результаты подтверждают существование защитной системы бактерий, которая развилась для защиты от колицина E3. В будущем ученым предстоит детально разобраться в молекулярных механизмах, обеспечивающих эту защиту.
«Мы вступили в эпоху множественной лекарственной устойчивости бактерий, когда бактерии вырабатывают устойчивость к нескольким противомикробным препаратам. Поэтому ученые пытаются разгадать механизмы, которые помогают клеткам уходить от атаки и выживать. Более того, детальное исследование этих механизмов может быть важно для разработки лекарств и/или таргетной терапии», — заключает Тинаше.
Telegram 
Дзен 
VK Способность договариваться с сородичами, будь то танец пчел или предупреждающий крик примата, хорошо изучена. Но то, как животные координируют действия с представителями других видов, долго оставалось загадкой. Международная группа ученых собрала воедино все известные случаи такой межвидовой коммуникации и выяснила, что во время эволюции выработался гибкий язык сигналов.
Биологи доказали, что способность млекопитающих восстанавливать утраченные конечности и их части не исчезла в ходе эволюции, а просто заблокирована на генетическом уровне. Во время экспериментов на животных авторы работы успешно вырастили заново кости, суставы, связки и сухожилия, которые обычно не восстанавливаются после ампутации.
Канадские исследователи установили, что регулярный прием добавок кальция, витамина D или их комбинации практически не снижает риск переломов и падений у большинства пожилых людей. Врачи, профессиональные ассоциации и официальные руководства по всему миру продолжают массово назначать эти препараты для защиты скелета, а объемы их выписки в последние годы только росли.
Физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ разработали новый подход к созданию материалов водородной энергетики, основанный на управлении дефектной структурой и иерархической архитектурой материала. Подход позволяет перейти от традиционного подбора составов и добавок к проектированию материалов с заданными характеристиками хранения и транспорта водорода.
Международная группа ученых выяснила, что макаки способны мысленно моделировать свои решения и заранее готовиться к грядущим событиям. Ранее умение просчитывать альтернативные варианты развития ситуации и оценивать собственные шансы на успех эксперты считали одной из ключевых особенностей исключительно человеческого мышления.
Ученые из МФТИ, Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН и Тринити-колледжа Дублина разработали математический аппарат для описания процессов, важных для будущей магнитной памяти, спинтроники и терагерцовой физики. Предложенный теоретический метод описывает инерционную динамику намагниченности ферромагнитных наночастиц в условиях теплового шума и внешнего магнитного поля. Результаты работы позволят ускорить разработку устройств сверхбыстрой магнитной памяти и терагерцовой спинтроники.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно