_ Noi structuri oferă o perspectivă asupra modului în care un motor bacterian alimentează chimiotaxia bacteriană, un proces infecțios cheie

Bacteriile au existat de milenii înaintea oamenilor și ne-au infectat de la început. Deși putem trata infecțiile prin produse farmaceutice, bacteriile continuă să devină rezistente la tratament datorită evoluției lor rapide. Infecțiile bacteriene rămân o cauză principală de morbiditate și mortalitate în 2024, ducând la aproape opt milioane de decese anuale la nivel global.

O caracteristică cheie împărtășită de toate bacteriile infecțioase este numită chimiotaxie. Chemotaxia este un proces versatil care permite bacteriilor să înoate către molecule bogate în energie, să găsească nișe preferate pentru infecție, să evite speciile dăunătoare, să schimbe vitezele și să se oprească complet pentru a forma biofilme. Chemotaxia este, de asemenea, esențială pentru virulența la animale și o țintă potențială pentru noi terapii. Dar mai întâi, procesul în sine trebuie să fie mai bine înțeles.

Laboratorul lui Tina Iverson, Louise B. McGavock profesor și profesor de farmacologie, în colaborare cu cercetătorii de la Universitatea din California, San Francisco; Universitatea Stanford; și Institutul de Știință Weizmann din Israel au publicat o nouă lucrare în Nature Microbiology, oferind noi perspective asupra chimiotaxiei.

Chimiotaxia necesită un mic motor pentru a transforma un flagel – un apendice asemănător părului asupra bacteriilor care se rotește pentru a oferi propulsie. ca un motor de barcă. Rotirea flagelului în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic la viteze diferite permite bacteriilor să se deplaseze către sau să se îndepărteze de diferiți stimuli. Cercetările actuale nu au ajuns la o arhitectură convenită a componentelor centrale ale motorului care alimentează flagelul, ceea ce a împiedicat cercetătorii înțelegerea și capacitatea de a viza chimiotaxia cu medicamente.

Lucrările actuale. , condus de un asociat senior de cercetare în laboratorul Iverson Prashant Singh, oferă noi informații despre modul în care o componentă a motorului numită comutator inversează rotația și transmite cuplul flagelului.

Pentru a face acest lucru, cercetătorii s-au uitat la Salmonella. enterica, o bacterie responsabilă pentru aproximativ 60.000 de decese la nivel global pe an, ca model. După izolarea și purificarea motoarelor S. enterica stabilizate în diferite configurații de înot, colaboratorii au folosit puterea Titan Krios de la Vanderbilt, un microscop crio-electron de 10 milioane USD achiziționat de Școala de Științe de bază de Medicină care a fost pus la dispoziție prin intermediul Centrului de Biologie Structurală Crio. -EM Facility.

Structurile le-au oferit cercetătorilor informații despre modul în care motorul bacterian activează rotația în sensul acelor de ceasornic și în sens invers acelor de ceasornic a flagelului, ceea ce permite unei bacterii să înoate drept sau să schimbe direcția în timp ce înoată. De asemenea, i-a ajutat să înțeleagă modul în care proteinele se leagă de motor pentru a ajuta la reglarea mișcării bacteriene.

Aceste rezultate sunt aplicabile unei game largi de infecții. De exemplu, mașina de chimiotaxie cu Salmonella este aproape identică cu cea a Escherichia coli, care este responsabilă pentru peste 250.000 de infecții pe an numai în SUA. Deoarece chimiotaxia este necesară pentru infecție, întreruperea selectivă a interacțiunilor care permit agenților patogeni să formeze un rezervor în cadrul unui organism poate ajuta la prevenirea infecțiilor recurente fără a afecta microbiomul normal.

Laboratorul Iverson lucrează acum pentru a identifica modul în care un gamă extinsă de diferiți parteneri proteici se leagă de motorul flagelar în timpul chimiotaxiei și sperăm că acest lucru va duce la modalități de a perturba chimiotaxia în timpul infecției.

(Fluierul)