Ученые выяснили, какой белок помогает бактерии Lysobacter sp. XL1 устранять конкурентов
Сотрудники Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г. К. Скрябина РАН выяснили, что белок Л5 играет важную роль и в формировании везикул Lysobacter sp. XL1. Открытие поможет ученым создавать антимикробные препараты нового поколения.
Везикулы — это базисный инструмент клетки, наноконтейнеры, которые переносят вещества между клетками и служат своеобразной «почтой» для обмена информацией. С помощью везикул клетки влияют на процессы, происходящие в соседних клетках. Это вызывает особый интерес у исследователей, поскольку пузырьки можно использовать в качестве транспорта для доставки лекарств.
Микроорганизмы Lysobacter sp. XL1 превратили свои везикулы в «бактериальную бомбу», с помощью которой они борются с конкурентами и расширяют свою экологическую нишу. Это происходит при участии особого белка Л5, который разрушает клетки других бактерий.
Пущинские ученые выяснили, что этот же белок играет важную роль и в формировании самих везикул. Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology.
Штамм Lysobacter sp. XL1 интересен тем, что способен синтезировать комплекс бактериолитических белков, разрушающих клеточные стенки других бактерий, приводя их к гибели. Такие белки можно использовать для создания антибактериальных препаратов нового поколения, альтернативных антибиотикам.
Во внешнюю среду бактериолитические белки выходят разными путями, в том числе и прячась внутри везикул, как например в случае с белком Л5. Грамотрицательные бактерии, к которым относится и Lysobacter sp. XL1, имеют две мембраны, отделенные периплазмой, — в результате выпячивания внешней мембраны происходит отпочковывание везикул, наполненных биологически активными соединениями.
Исследования Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г. К. Скрябина РАН позволили предположить, что в образовании везикул Lysobacter sp. XL1 может принимать участие Л5. Ученые установили, что он концентрируется в периплазме ближе к внешней мембране бактерии. Оказалось, что некоторые ее участки обогащены отрицательно заряженным фосфолипидом кардиолипином, дестабилизирующим внешнюю мембрану за счет отталкивания отрицательных зарядов, — здесь и происходит образование везикул с Л5.
Чтобы проверить свою гипотезу, в новой работе биологи создали штамм бактерии Lysobacter sp. XL1, у которого ген этого белка выключен. Оказалось, что без Л5 бактерия образовывала меньшее количество везикул. Кроме того, они практически полностью утратили способность разрушать бактериальные клетки. Таким образом, авторы доказали участие белка Л5 в образовании везикул Lysobacter sp. XL1.
«Успешное отключение гена белка Л5 у Lysobacter sp. XL1 открывает многие перспективы. Бактериолитический белок Л5 перспективен для создания антимикробных препаратов нового поколения, нацеленных на борьбу с штаммами, устойчивыми к многим антибиотикам, а внешнемембранные везикулы Lysobacter sp. XL1 представляют собой хорошую модель для конструирования эффективных препаратов», — рассказала кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биохимии клеточной поверхности микроорганизмов ИБФМ РАН Ирина Кудрякова.