Открытие может однажды открыть дверь для изучения более эффективных способов борьбы с опасными для жизни инфекциями, говорят ведущие исследователи Елена Кудряшова и Дмитрий Кудряшов из Университета штата Огайо.Исследование было сосредоточено на том, как один бактериальный токсин, называемый ACD (тип, связанный с холерой и отравлением сырыми устрицами), изменяет обильный клеточный белок, называемый актином, и превращает его во вторичный токсин. Актин участвует во множестве процессов, включая сокращение мышц, деление клеток, клеточную коммуникацию и иммунный ответ.
Исследователи хотели лучше понять, как относительно небольшое количество бактериального токсина может нанести такой быстрый и значительный ущерб сильной сети актина. Их исследование опубликовано в журнале Current Biology.
Теоретически изобилие актина в каждой отдельной клетке человека должно затруднять выведение из строя, а вывод из строя мишеней — это дело бактериального токсина, стремящегося склеить иммунную систему и вызвать заболевание человека или животного.«Вы можете думать об актине как о костях и мышцах клетки — и о барьере для того, что входит и выходит из клетки», — сказал Кудряшов, доцент кафедры химии и биохимии в штате Огайо. «Очевидно, что бактериям полезно каким-то образом парализовать их, и теперь мы думаем, что знаем, как это происходит с одним специфическим для актина токсином».Когда исследовательская группа штата Огайо посмотрела на то, что происходило в реальном времени в живой клетке, они смогли понять, насколько быстро и эффективно токсин взял верх — и как это произошло.Токсин нарушает действие белков-инструкторов, многие из которых имеют общее свойство — способность связывать сразу несколько молекул актина.
Постоянно связывая вместе несколько молекул актина, токсин ACD превращает их в новый универсальный токсин, который прочно связывается с этими «инструкторами» и блокирует их активность.Это усиливает токсичность и дезорганизует клетку, и это не занимает много времени. Крошечная фракция актина — около 2 процентов в данной клетке — поражена. Затем токсин перенаправляется к менее многочисленным мишеням, что приводит к каскаду клеточных изменений, нарушающих нормальное функционирование.
Предыдущая работа привела к лучшему пониманию этой активности за пределами живой клетки."Это в основном похоже на нанесение увечья нации, вырубив всех ее инструкторов: политическое и военное руководство, учителей и других.
Население (актин) присутствует, но без надлежащих инструкций большинство перевозок, импорта и экспорта, охраны границ и других нормальных видов деятельности прекращается. или дезорганизованы сразу ", — сказал Кудряшов.Подобная работа особенно важна в свете растущей озабоченности по поводу устойчивых к антибиотикам инфекций, сказала Кудряшова, научный сотрудник в области химии и биохимии из штата Огайо.«Бактерии становятся« умнее », и поэтому мы также должны стать намного умнее», — сказала она.
Токсины — это ключ к способности бактерий вызывать болезни людей и животных. Одна молекула некоторых из самых смертоносных токсинов — например, выделяемых бактериями, вызывающими коклюш и дизентерию — может убить целую клетку.«Когда антибиотики работали эффективно, мы меньше беспокоились об этих процессах в клетке, но сегодня мы должны лучше понять, как бактерии процветают в нашем организме, чтобы ученые могли когда-нибудь найти альтернативные способы борьбы с ними», — сказала Кудряшова.
Предыдущая работа исследовательской группы показала, что этот конкретный бактериальный токсин действует после обильных белков актина, в отличие от более ожидаемого нацеливания на менее распространенные молекулы, которые посылают важные клеточные сигналы.