Πώς τα βακτήρια κάνουν σύριγγες:Οι επιστήμονες ανακατασκευάζουν το κανάλι βακτηριακών μεταφορών σε δοκιμαστικό σωλήνα

Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Βιέννης, του Τεχνικού Πανεπιστημίου της Βιέννης και του Ιατρικού Πανεπιστημίου του Γκρατς πέτυχαν για πρώτη φορά στην ανασυγκρότηση ενός καναλιού πρωτεΐνης από το βακτήριο * Pseudomonas aeruginosa * σε ένα σύστημα χωρίς κύτταρα. Αυτό το κανάλι σχηματίζει μια δομή που μοιάζει με σύριγγα που χρησιμοποιείται από το βακτήριο για την έγχυση παραγόντων μολυσματικότητας σε κύτταρα ξενιστή. Η ερευνητική ομάδα ήταν επίσης σε θέση να αποδείξει την αυτοσυναρμολόγηση αυτού του καναλιού πολλαπλών συστατικών. Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό *Nature *, παρέχει νέες γνώσεις στους μηχανισμούς με τους οποίους τα βακτήρια προκαλούν λοιμώξεις και θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών.

* Το Pseudomonas aeruginosa* είναι ένα ευκαιριακό ανθρώπινο παθογόνο που μπορεί να προκαλέσει ποικιλία λοιμώξεων, συμπεριλαμβανομένης της πνευμονίας, των λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος και των λοιμώξεων των τραυμάτων. Το βακτήριο παράγει έναν αριθμό παραγόντων μολυσματικότητας που του επιτρέπουν να εισβάλει και να βλάπτει τα κύτταρα ξενιστή. Ένας από αυτούς τους παράγοντες μολυσματικότητας είναι ένα σύστημα έκκρισης τύπου III (T3SS). Το T3SS είναι μια πολύπλοκη δομή που σχηματίζει μια βελόνα που μοιάζει με σύριγγα που χρησιμοποιείται από το βακτήριο για την έγχυση παραγόντων μολυσματικότητας απευθείας σε κύτταρα ξενιστή.

Το T3SS αποτελείται από έναν αριθμό πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένου ενός συμπλέγματος βελόνας, μιας πλάκας βάσης και ενός πόρου μετατόπισης. Το σύμπλεγμα βελόνας είναι υπεύθυνο για τη διαμόρφωση της δομής της βελόνας, ενώ η πλάκα βάσης αγκυρώνει το T3SS στο βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα. Ο πόρος μετατόπισης σχηματίζει ένα κανάλι μέσω του οποίου οι παράγοντες μολυσματικότητας εγχέονται στο κύτταρο ξενιστή.

Στην τρέχουσα μελέτη, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε ένα σύστημα έκφρασης χωρίς κελιά για να ανακατασκευάσει το σύμπλεγμα βελόνων T3SS από το *Pseudomonas aeruginosa *. Οι ερευνητές ήταν σε θέση να αποδείξουν ότι η σύνθετη αυτοσυγκέντρωση της βελόνας σε μια λειτουργική δομή. Αυτή είναι η πρώτη φορά που ένα κανάλι βακτηριακής πρωτεΐνης έχει ανακατασκευαστεί με επιτυχία σε ένα σύστημα χωρίς κύτταρα.

Η ερευνητική ομάδα έδειξε επίσης ότι το σύμπλεγμα βελόνων T3SS είναι σε θέση να εισάγει παράγοντες μολυσματικότητας σε κύτταρα ξενιστή. Αυτό καταδεικνύει ότι το ανακατασκευασμένο T3SS είναι λειτουργικό. Η μελέτη παρέχει νέες γνώσεις για τους μηχανισμούς με τους οποίους τα βακτήρια προκαλούν λοιμώξεις και θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών που στοχεύουν στο T3SS.

Εκτός από την παροχή νέων γνώσεων στους μηχανισμούς με τους οποίους τα βακτήρια προκαλούν λοιμώξεις, η μελέτη έχει επίσης επιπτώσεις στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών. Το T3SS είναι ένας βασικός παράγοντας μολυσματικότητας για * Pseudomonas aeruginosa * και άλλα βακτήρια. Με τη στόχευση του T3SS, μπορεί να είναι δυνατή η ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών που είναι αποτελεσματικά έναντι ενός ευρέος φάσματος βακτηριακών λοιμώξεων.