חוקרים מאוניברסיטת Umeå בשבדיה חשפו פרטים על האופן שבו חיידקים משתמשים בסידן כדי לווסת תהליכים חיוניים, באופן שונה מתאי אדם. פריצת דרך זו משמעותית במאבק נגד עמידות לאנטיביוטיקה ולהגברת הבטיחות בייצור המזון.
יוני סידן הם שליחים חשובים בתאים של צמחים, בעלי חיים ובני אדם. הם עוזרים לווסת תהליכים חיוניים כגון דחפים עצביים, תגובות מתח ודפיקות לב. במחקר שפורסם בכתב העת המדעי התקדמות המדעצוות מחקר מאוניברסיטת אומאו הראה כיצד חלבון נכנס ליסטריה חיידקים מעבירים סידן בצורה שונה מתאי אוקריוטים (כגון אלו בבני אדם או בצמחים).
החלבון, הנקרא LMCA1, מסייע לחיידק – שעלול לגרום להרעלת מזון – לשרוד בתנאים קשים, כמו כשהוא חשוף למערכת החיסון האנושית או לסביבות הבסיסיות המשמשות להרוג חיידקים בייצור מזון מסחרי.
"לכן התוצאות מעניינות במיוחד לפיתוח תרופות חדשות נגד זיהומים חיידקיים ועבור תעשיית המזון", אומר מגנוס אנדרסון, פרופסור חבר במחלקה לכימיה, המוביל את צוות המחקר.
הצוות פיתח שיטה המשתמשת בקרני רנטגן סינכרוטרון כדי לחקור את תנועות החלבונים בזמן שהם מבצעים את תפקידיהם. הודות לשיטה זו, הם יכולים כעת לעקוב אחר איך חלבון LMCA1 משנה את המבנה שלו להובלת סידן וגם למדוד כמה מהר זה מתרחש. הם גם הצליחו ללכוד את LMCA1 ברגע הקריטי שבו החלבון קושר סידן במהלך ההובלה דרך קרום התא.
היה מדהים לראות את זה בפעם הראשונה. על ידי זיהוי גם הבדלים ברורים בין הובלת סידן במערכות איקריוטיות ופרוקריוטיות, המחקר שלנו עשה צעד חשוב לקראת פיתוח אסטרטגיות אנטי-מיקרוביאליות חדשות והבטחת בטיחות בייצור מזון."
מגנוס אנדרסון, פרופסור חבר, המחלקה לכימיה, אוניברסיטת אומאו
ידוע רבות על אופן ניהול הסידן באורגניזמים מורכבים כמו בני אדם. אבל רק לאחרונה החלו חוקרים לגלות כיצד חיידקים, שהם אורגניזמים חד-תאיים פשוטים, מטפלים בסידן. הם חסרים אברונים, כגון מיטוכונדריה, אשר בדרך כלל עוזרים לווסת את רמות הסידן. למרות זאת, חיידקים עדיין יכולים להגיב לשינויים ברמות הסידן, במיוחד בתנאי לחץ כמו חשיפה לרעלים או במהלך זיהומים.
כאשר רמות הסידן בבני אדם אינן מאוזנות, זה יכול להוביל למחלות – כמו מחלות נוירולוגיות, הקשורות לשרירים ולמחלות לב וכלי דם.
"מרגש במיוחד שהעבודה הובילה גם למימון מהמכון הלאומי לבריאות בארה"ב, שיממן שיתוף פעולה חדש עם אוניברסיטת מישיגן. כעת נשתמש בשיטות שפיתחנו כדי לייצר מולקולות שיכולות להפעיל חלבונים להובלת סידן במקרים של אי ספיקת לב", אומר מגנוס אנדרסון.