Ученые нашли способ заставить бактерии уничтожать самих себя

Американские ученые нашли способ, позволяющий добиться того, что бактерии будут уничтожать самих себя.

Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе изучили распространенную бактерию Streptococcus Pyogenes, вызывающую различные инфекции – от воспаления горла до смертельно опасных заболеваний.

В ходе исследования ученые обнаружили токсин, используемый бактерией для того захвата или уничтожения клеток хозяина. Кроме того, они выделили антитоксин, который действует как противоядие.

С его помощью бактерии защищают себя от действия собственного токсина. Однако если антитоксин неактивен, он позволяет токсину атаковать саму бактерию. По словам ученых, им удалось найти способ сделать антитоксин неактивным.

"Это ахиллесова пята, которую мы хотели бы использовать", – заявил один из авторов исследования Томас Элленбергер.

Система токсин-антитоксин у бактерий

Многие бактерии обладают генетически закодированными парами токсин-антитоксин. Токсин замедляет или останавливает жизненно важные клеточные процессы — репликацию ДНК, синтез белка, построение клеточной стенки. Антитоксин связывается с токсином и нейтрализует его. Пока оба компонента работают, клетка остаётся невредимой.

Антитоксин менее стабилен, чем токсин, и разрушается быстрее. В стрессовых условиях, когда производство новых молекул антитоксина прекращается, токсин высвобождается и поражает собственную клетку. Это ведёт к запрограммированной гибели или переходу бактерии в состояние покоя.

У Streptococcus pyogenes обнаруженная пара действует иначе: токсин предназначен для атаки на клетки хозяина, а антитоксин защищает саму бактерию от её же оружия. Блокировка антитоксина делает бактерию уязвимой для собственного токсина — тот разрушает её изнутри. Такой механизм отличается от классических систем токсин-антитоксин, где оба компонента изначально нацелены на внутренние процессы клетки.

Подход, при котором бактерию заставляют уничтожать саму себя через отключение защитного антитоксина, принципиально снижает вероятность развития устойчивости. Бактерии трудно выработать резистентность к веществу, которое она сама производит и от которого у неё уже есть только один механизм защиты.

Система токсин-антитоксин у бактерий

Читайте также