Ученые КФУ, ИБ РАН и их зарубежные коллеги выяснили, почему золотистый стафилококк устойчив к антибиотикам

Ученые КФУ, ИБ РАН и их зарубежные коллеги выяснили, почему золотистый стафилококк устойчив к антибиотикам

По мнению авторов исследования, открытие одного из механизмов стрессоустойчивости этих опасных бактерий будет способствовать поиску новых эффективных антибиотиков

Российские ученые совместно с коллегами из Германии и Франции расшифровали один из механизмов
устойчивости к антибиотикам золотистого стафилококка, который
является причиной многих инфекционных заболеваний, сообщает РИА
Новости. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature
Communications.

Работа стала результатом пятилетнего сотрудничества между
Казанским федеральным университетом (КФУ),
Институтом белка РАН,
Штутгартского университета в Германии и Института генетики и
молекулярной и клеточной биологии в Страсбурге (Франция). В 2016 году команда
первой полностью описала структуру рибосомы Staphylococcus aureus
и сравнила ее с другими организмами. Сейчас же учеными раскрыт
один из механизмов стрессоустойчивости этих опасных бактерий,
что, по мнению авторов, будет способствовать поиску новых
эффективных антибиотиков.

«Рибосома — это самый большой рибонуклеиновый комплекс в клетке,
и он состоит из двух субъединиц: большой и малой. Малая
субъединица отвечает за прочтение генетического кода, а функция
большой субъединицы заключается в обеспечении протекания реакции
образования пептидной связи в растущей цепи белка», — приводятся
в пресс-релизе КФУ слова одного из авторов исследования
Константина Усачева, руководитель Лаборатории структурной
биологии Института фундаментальной медицины и биологии КФУ,
доцент кафедры медицинской физики Института физики КФУ.

Ученые описали механизм выживания клеток бактерий во время
стресса, когда они переходят в режим энергосбережения, чтобы
переждать неблагоприятные условия.

«В нашей статье с помощью методов криоэлектронной микроскопии и
рентгеноструктурного анализа мы смогли показать механизм
связывания с рибосомой белка RsfS (Ribosome silencing factor S),
который защищает золотистый стафилококк от стрессов —
антибиотиков, повышенной температуры, иммунитета хозяина», —
говорит Усачев.

Долгое время исследователям не удавалось получить в высоком
разрешении структуру комплекса бактериальных рибосом с белком
RsfS, чтобы понять детали механизма его действия. Одной из
проблем была высокая токсичность данного белка для клеток
бактерий кишечной палочки E.coli — организма, используемого для
получения белков в лабораторных условиях.

«Дело в том, что RsfS, останавливающий синтез белков у
золотистого стафилококка, способен останавливать этот процесс и у
других бактерий. Это приводило к получению очень малого
количества образца белка, недостаточного для проведения
структурных исследований, — рассказывает ученый. — Тогда нам
пришла идея выделить данный белок одновременно с его мишенью в
структуре рибосомы стафилококка – белком L14, входящим в состав
большой субъединицы. Выяснилось, что если выделять обе компоненты
одновременно, то ни будут стабильными в растворе. Нам удалось
получить кристаллы этих белков и решить структуру методом
рентгеноструктурного анализа сначала со средним разрешением с
помощью имеющегося в нашей лаборатории нового монокристального
дифрактометра, а затем с высоким разрешением — на синхротроне
ESRF в Гренобле во Франции».

Далее ученым потребовалось изучить детали процесса взаимодействия
белка RsfS с рибосомой золотистого стафилококка, что было сделано
с помощью метода криоэлектронной микроскопии.

«К сожалению, микроскопа, позволяющего решать структуры с высоким
разрешением этим методом, в нашем распоряжении не было, но тут
нашими исследованиями заинтересовалась французская
фармацевтическая компания NovAliX и предложила свой микроскоп для
тестирования начальных образцов», — поясняет Усачев.

В результате, комбинируя данные криоэлектронной микроскопии с
полученными ранее данными рентгеноструктурного анализа, авторам
удалось детально показать молекулярный механизм действия белка
RsfS на рибосомы золотистого стафилококка.

Сейчас ученые заняты поиском и изучением белков, управляющих
работой рибосомы патогена. Для этого они используют методы
генетики, биохимии, молекулярной биологии и биофизики. По словам
исследователей, это необходимо, чтобы создать фармацевтические
препараты, которые смогут победить штаммы патогенных бактерий, в
том числе золотистый стафилококк, устойчивые ко всем существующим
на данный момент антибиотикам.

 

Источник: ria.ru

Источник: scientificrussia.ru