Uurijad määratlevad komponendi, mis võimaldab letaalsete bakterite tüüpi levida resistentsust antibiootikumide suhtes

Calling All Cars: Artful Dodgers / Murder on the Left / The Embroidered Slip (Juuli 2019).

Anonim

Bakteri Staphylococcus aureus'e antibiootikumiresistentsus põhjustab 11 300 surmajuhtumit aastas ainult Ameerika Ühendriikides - näitaja, mis vastab poolele kõigist surmajuhtumitest, mis on põhjustatud grampositiivsetest resistentsetest bakteritest selles riigis. Selline suur suremus on seotud kiirusega, millega bakter omandab resistentsuse antibiootikumide suhtes. Biomeditsiini uurimisinstituudis (IRB Barcelona) läbi viidud uurimus, milles osales koostöös Centro de Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC) Madriidis, on kindlaks tehtud masina põhikomponent, mida S. aureus kasutab geenide omandamiseks ja ülekandmiseks annab resistentsuse antibiootikumide suhtes. Töö on avaldatud sel nädalal Rahvusliku Teaduste Akadeemia toimingutes (PNAS).

"Võitlus bakteritega, eriti haigla keskkonnas, kus nad on suur oht, tähendab arusaamist, kuidas geene üle viia, et kohaneda muutuva keskkonnaga. Näiteks kui neid ravitakse uute antibiootikumidega, " selgitab uuringu pea ja IRB Barcelona juhtrühma liider Miquel Coll, samuti CSIC teadur, kes uurib horisontaalset geeniülekannet struktuurse bioloogia vaatepunktist.

Leviku peatamine

"Horisontaalne geeniülekanne annab bakteritele erakordse suutlikkuse kiiresti areneda ja kohaneda - võimsust, mida inimestel pole näiteks, " ütleb Coll. Üks nendest rajadest nimetatakse konjugatsiooniks, protsess, mille käigus kaks bakterit liidetakse, ja üks neist kannab teise DNA-d nimetatakse plasmiidiks. "Plasmiid on väike tükk ümmarguse DNA, millel on väga vähe geene, sageli ka antibiootikumide resistentsuse jaoks ning see võtab ainult mõni minut bakterite vahel, " selgitab ta.

Horisontaalne geenide ülekandmine hõlmab masinaid, milles peamine komponent on lõõgastaas, ensümaatiline valk. Tänu plasmiidse DNA fragmendiga moodustatud kompleksi struktuuri 3-D lahutusele on teadlased kindlaks teinud, et aminohappe histidiin on DNA töötlemisel ja seega ülekandes ja levikus vastupanu.

"Meie avastanud on see, et S. aureuse mitmesuguste tüvede lõõgastavus erineb, kuna see kasutab aminohapet, mida me ei tunne üheski muus leeliselas, " selgitab uuringu esimene autor Radoslaw Pluta, endine " la Caixa "IRB Barcelona doktorant ja praegu Varssavi Varssavi rahvusvahelises molekulaar- ja rakubioloogiainstituudis doktorant.

Histidiin on katalüütiline jääk, mis võimaldab lõõgastavalt DNA-d lõigata, seostuda sellega ja venitada ühte kahest kiust ja viia see retseptor-bakterisse, kus kiht kordub, et uuesti moodustada plasmiidi topelt ahelaga. See uus plasmiid hoiab nüüd resistentsuse geene ja masinaid, et neid teistele bakteritele üle kanda. Teadlased näitavad, et see katalüütiline histidiin esineb 85% ulatuses Staphylococcus aureuse tüvedest.

Selleks, et kontrollida, kas histidiin on horisontaalse geeniülekande seisukohast otsustava tähtsusega, tegi uuringus osalenud Manuel Espinosa grupi teadur CIB-CSIC-s, kes selle uuringus osales, asendas selle teise aminohappega ja kinnitas, et see takistab kultiveerimisnõusse siirdumist.

Histidiini mutatsioon ei tapa seda bakterit, vaid pigem takistab geeniülekannet. Kuidas saaks seda mehhanismi nakkuste vastu võitlemiseks kasutada? "Ma ei tea, " ütleb Coll, "kuid nüüd teame, et letaalse bakteri kohta on rohkem andmeid ja see võib sillutada teed molekulide arengule, et vältida resistentsete tüvede levikut."

Coll selgitab, et haiglainfektsioonid on kõige keerulisemad probleemid. "Me oleme rassis, mida me alati kaotame, sest kui uus antibiootikum välja tuuakse, on vastupanu kiiresti tekkinud ja levib, " kirjeldab ta. Teadlane lisab, et haiglas kasutatavate antibiootikumide loetelu on liiga lühike. Lisaks raskustele, mis kaasnevad uute antibiootikumide väljatöötamisega, kommenteerib Coll ka teisi tõkkeid takistavaid takistusi. "Investeeringuid on vähe, sest farmaatsiatööstusel on muud prioriteedid. Kuigi see on täiesti õige, tuleks ühendada avaliku ja erasektori ressursid."

See töö on osalenud Modesto Orozco grupi koostöös ka IRB Barcelona'ga, kes on läbi viinud teoreetilised uuringud, mis kinnitavad plasmiidi DNA ja valgu keemilist reaktsiooni histidiini kaudu. Valgu ja DNA moodustunud kompleksi struktuuriline lahutus on saavutatud kasutades andmeid, mis on saadud röntgendifraktsiooniga Grenoble'i Euroopa sünkrotroonil.

menu
menu