В статье, опубликованной на этой неделе в журнале Nature Microbiology, международная группа ученых со всей Европы, в том числе руководитель группы IMP (Институт молекулярной патологии) и IMBA (Институт молекулярной биотехнологии Австрийской академии наук) Томас Марловиц, описывают общую архитектуру набор белков, известный как системы секреции типа VII (T7SS), обнаруженный в группе бактерий, вызывающих такие заболевания, как туберкулез.«Мы смогли идентифицировать уникальный архитектурный принцип, который потенциально раскрывает новый молекулярный механизм T7SS, белкового комплекса, расположенного в клеточной мембране бактерий», — говорит молекулярный биолог и биохимик Томас Марловиц, руководивший структурным анализом с помощью электронной микроскопии и также Профессор Медицинского центра Гамбург-Эппендорф (UKE) и заместитель директора Центра структурной системной биологии (CSSB) в Гамбурге. «Эта новая система позволит нам дополнительно исследовать биологию бактерии, вызывающей туберкулез, поскольку Mtb в значительной степени полагается на T7SS для транспортировки молекул через клеточную мембрану при заражении, обезоруживая и повреждая клетку-хозяина». В значительной степени полагаясь на крупномасштабные объекты для структурных данных, а также на генетику Mtb, команда объединила усилия с исследователями из EMBL в Гамбурге и из Vrije Universiteit Amsterdam.В борьбе с туберкулезом срочно необходимы новые лекарства, поскольку бактерии, вызывающие заболевание, становятся все более устойчивыми к современным антибиотикам.
По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2015 году туберкулез стал причиной 1,8 миллиона смертей и 10,4 миллиона новых случаев инфицирования, что сделало его одной из 10 основных причин смерти людей во всем мире. Бактерия, ответственная за это, имеет сложную биологию, и всестороннее понимание этого имеет решающее значение для разработки новых лекарств.
Системы T7SS играют ключевую роль в туберкулезных инфекциях и могут представлять собой важные мишени для столь необходимых новых лекарств: блокирование этих систем может предотвратить разрушение бактериями клеток-хозяев и, таким образом, облегчить инфекцию.Томас Марловиц иллюстрирует уникальную молекулярную архитектуру транспортной системы T7SS: «Всего у микобактерий обнаружено пять систем T7SS. Известные как ESX-1 — ESX-5, эти системы, вероятно, все очень похожи, но транспортируют специфические молекулы. В нашем исследовании , мы смогли показать, что микобактериальная структура T7SS располагается исключительно во внутренней бактериальной мембране ».
Помимо основного тела T7SS, некоторые белки проникают в бактериальную клетку. Команда собрала данные малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS) на канале луча EMBL SAXS в кампусе DESY в Гамбурге, чтобы помочь понять, как они выглядят и как эти части системы секреции могут двигаться. «Мы считаем, что эти белки, похожие на рукава, помогают перемещать молекулы разных форм и размеров изнутри бактериальной клетки в поры системы секреции, чтобы они могли транспортироваться из клетки», — говорит первый автор Кейт Бекхэм из EMBL. Гамбург.
Теперь будут проводиться дальнейшие биохимические и генетические эксперименты для подтверждения структурных данных и обеспечения понимания in vivo компонентов, необходимых для сборки системы секреции Т7.