Η ατομική δομή αποκαλύπτει πώς τα κύτταρα μεταφράζουν περιβαλλοντικά σήματα
Η μεταγωγή σήματος είναι μια θεμελιώδη διαδικασία που επιτρέπει στα κύτταρα να αισθάνονται και να ανταποκρίνονται σε εξωτερικά ερεθίσματα. Στα βακτήρια, αυτή η διαδικασία είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση και την προσαρμογή σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Η ερευνητική ομάδα επικεντρώθηκε σε ένα συγκεκριμένο τύπο οδού μεταγωγής σήματος γνωστή ως σύστημα δύο συστατικών (TCS).
Τα TCS αποτελούνται από δύο πρωτεΐνες:πρωτεΐνη αισθητήρα και ρυθμιστή απόκρισης. Η πρωτεΐνη αισθητήρα βρίσκεται στην κυτταρική μεμβράνη ή στο κυτταρόπλασμα και ανιχνεύει συγκεκριμένα περιβαλλοντικά σήματα, όπως μεταβολές στη θερμοκρασία, το ρΗ ή τη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών. Μετά την ανίχνευση του σήματος, η πρωτεΐνη του αισθητήρα υφίσταται μια αλλαγή διαμόρφωσης που ενεργοποιεί τον ρυθμιστή απόκρισης.
Στη συνέχεια, ο ρυθμιστής απόκρισης μεταβάλλει την έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων, ενεργοποιώντας τις κυτταρικές αποκρίσεις κατάλληλες για το ανιχνευόμενο σήμα. Στη μελέτη τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ για να προσδιορίσουν την ατομική δομή μιας πρωτεΐνης αισθητήρα από τα TCs του βακτηρίου Rhodobacter Sphaeroides.
Με την ανάλυση της δομής, εντόπισαν μια συντηρημένη περιοχή στην πρωτεΐνη που είναι απαραίτητη για την ανίχνευση σήματος. Αυτή η περιοχή, που ονομάζεται "διασύνδεση μετάδοσης", υφίσταται μεταβολές διαμόρφωσης κατά τη δέσμευση του μορίου σήματος, επιτρέποντας την ενεργοποίηση του ρυθμιστή απόκρισης.
Αυτό το εύρημα προωθεί σημαντικά την κατανόηση της μεταγωγής σήματος με τη μεσολάβηση TCS και παρέχει ένα δομικό πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα μεταφράζουν τα περιβαλλοντικά σήματα σε συγκεκριμένες κυτταρικές αποκρίσεις. Αυτή η γνώση θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων στρατηγικών για τη διαμόρφωση της βακτηριακής συμπεριφοράς και την ενδεχόμενη καταπολέμηση της αντοχής στα αντιβιοτικά.
