vid Rudner, professor i mikrobiologi ved Blavatnik Institute ved HMS, og kollega Ian Roney gjorde deres opdagelse ved hjælp af Bacillus subtilis, en jordbakterie, der er meget udbredt i biologisk forskning og i bioteknologiindustrien.
Matt Waldor, HMS Edward H. Kass professor i medicin ved Brigham and Ladies’s Hospital og kolleger undersøgte Vibrio cholerae, bakterien, der forårsager kolera.
Begge identificerede proteinfamilierne UptA og PopT som flippaserne, der recirkulerer transportermolekylet UndP, som transporterer molekyler lavet i cellens cytoplasma til celleoverfladen, hvor de deltager i mange cellulære processer, der er kritiske for bakteriel vækst og overlevelse.
Hvordan grundlæggende biologi informerer designet af lægemidler til at bekæmpe infektion
Biologer har forsøgt at identificere de forskellige værktøjer og materialer, som bakterier bruger til at bygge og ombygge deres cellevæg til processer som vækst, reproduktion og sporedannelse, fordi denne viden kan kaste lys over to kritiske spørgsmål: Hvordan muliggør disse materialer og værktøjer bakterier at inficere deres værter? Hvordan kan disse processer afbrydes for at svække og dræbe bakterier?
Rudner og Roney viste med succes, at UptA og PopT flippaser fra forskellige bakterielle patogener er i stand til at genbruge UndP i B. subtilis, hvilket viser, at disse familier af flippaser fungerer til at genbruge UndP i en lang række bakterier. UndP-genbrug er det afgørende sidste trin i stort set alle de processer, der bygger og omformer den ydre overflade af cellen.
“Denne opdagelse fuldender styklisten for de processer, som forskellige bakterier er afhængige af for at vokse og reproducere og repræsenterer et nyt sæt mål for fremtidige antibiotika,” sagde Rudner.
I betragtning af, at den samme kind molekyler bruges som flippaser på tværs af et så bredt udvalg af forskellige bakterier, tyder det på, at målretning mod disse specifikke molekyler kunne styrke en ny klasse af antibiotika, der ville være nyttige mod mange forskellige patogener, sagde forskerne.
Ny indsigt i kolerainfektion og bakteriel fysiologi
Waldor og medforfattere fandt ud af, at de samme to familier af transporterproteiner var nødvendige for syntese af bakteriecellevæggen i V. cholerae og viste, at bakterierne har brug for mindst én af disse transportører for at forårsage vellykket infektion i en dyremodel af kolera. som sygdom. De opdagede også, at hver UndP flippase-familie fungerede bedst beneath forskellige miljøforhold, hvilket tyder på, at mikrober kan bruge disse proteiner til at understøtte cellevækst på tværs af en bred vifte af levesteder.
“Denne opdagelse er et stort fremskridt inden for mikrobiel cellebiologi og tilføjer et vigtigt lag til vores forståelse af, hvordan bakterier, herunder patogener, tilpasser sig til stadigt skiftende miljøer,” sagde Waldor.
Forfatterskab, finansiering, afsløringer
Rudner-undersøgelsen blev støttet af Nationwide Institutes of Well being (GM086466, GM127399, GM145299 og U19 AI158028).
Til Waldor-undersøgelsen inkluderede yderligere forfattere Brandon Sit, Veerasak Srisuknimit, Franz Zingl og Karthik Hullahalli fra HMS og Emilio Bueno og Felipe Cava fra Umeå Universitet i Sverige.
Undersøgelsen blev støttet af Nationwide Institutes of Well being (R01AI-042347 og F31AI156949), Howard Hughes Medical Institute, Nationwide Sciences and Engineering Analysis Council of Canada (PGSD3-487259-2016), Swedish Analysis Council, Knut og Alice Wallenbergs Stiftelse, Laboratory of Molecular An infection Drugs Sweden, og Kempe Basis.
Denne historie inkluderer materiale tilpasset fra en Brigham and Ladies’s pressemeddelelse.