מחקר חדש, שהובל על ידי חוקרים מאוניברסיטת ליברפול, חשף כיצד חיידקים פתוגניים בונים תאים זעירים מבוססי חלבון, המכונה מיקרו -תכניות EUT, המאפשרים להם לעכל אתנולמין – תזונתי הנפוץ במעיים.
מחלות מיקרו -תכניות EUT הן קריטיות לצמיחת חיידקים ולנגיפות. הבנת ההרכבה שלהם מציעה תובנה חדשה כיצד חיידקים שורדים ומשגשגים במעיים ויכולים לעזור בזיהוי יעדים פוטנציאליים לטיפול אנטי -מיקרוביאלי.
המחקר, שפורסם ב התקדמות מדעיתחושף את הרצף המדויק של אירועים ואינטראקציות חלבון הנדרשות להיווצרות מיקרו -תכניות.
בעזרת שילוב של מיקרוסקופיית פלואורסצנציה של רזולוציה-על, הנדסה גנטית, ביולוגיה מבנית, מבחנים ביוכימיים ומודלים חישוביים, מיפו הצוות את תפקידי חלבונים בודדים המרכיבים את מיקרו-קומפילציה של EUT בסלמונלה.
על ידי לימוד חיידקים עם מוטציות בחלבונים ספציפיים, החוקרים זיהו לראשונה, שחקני המפתח ותהליכי שלב אחר שלב המעורבים בהרכבת התא. הם הראו כי הבנייה מתחילה במעטפת החלבון, לתוכו נארזים אנזימים הדרושים לפירוק אתנולמין.
נמצא כי חלבון בשם EUTQ ממלא תפקיד קריטי בתהליך זה, ומשמש כקישור מולקולרי שמבטיח שאנזימים נלכדים כראוי בתוך הקליפה. ללא EUTQ, מכלול התא נכשל וצמיחת החיידקים נפגעת מאוד.
המחקר חשף גם כי האנזימים בתוך התא מתנהגים כמו טיפת נוזלים, נעים באופן דינמי ומתקיימים בדרכים המשפרות את היעילות המטבולית.
אתנולמין, תוצר לוואי של פירוק קרום התא, הוא חומר מזין בשפע במעיים ומקור פחמן וחנקן חשוב לחיידקים פתוגניים רבים, כולל סלמונלהו
מחקר זה מספק מפת דרכים מולקולרית מפורטת לאופן בו חיידקים מנצלים משאב זה, ומקדמים את ההבנה של חילוף החומרים שלהם ומנגנוני הזיהום שלהם.
ד"ר מנגרו יאנג, ממכון המערכות של אוניברסיטת ליברפול, ביולוגיה מולקולרית ואינטגרטיבית היא המחבר הראשון של העיתון.
היה ידוע כי חיידקים בונים תאים אלה לעיכול באתנולמין בבטחה וביעילות, אך המחקר שלנו חושף את הצעדים המולקולריים המדויקים הכרוכים בכך. מרגש להתבונן בפירוט מולקולרי כיצד עיבוי חלבון דינאמי תורם לבניית אורגנים ולתפקוד. "
ד"ר מנגרו יאנג, לומד סופר ופרופסור ראשון, אוניברסיטת ליברפול
פרופסור לו-נינג ליו, הסופר המקביל, הוסיף, "עבודה זו מקדמת משמעותית את הבנתנו את מנגנוני ההרכבה של מיקרו-תאימות חיידקים, ובכך עשויה להציע דרכים חדשות לשיבוש חילוף החומרים והזיהום של פתוגן. תובנות אלה עלולות להניע חידושים באסטרטגיות אנטי-מיקרוביאליות כמו גם יישומים ביולוגיים סינתטיים."
צוות המחקר מתכנן לחקור כיצד מנגנוני הרכבה אלה פועלים בחיידקים אחרים הרלוונטיים לבריאות האדם. הם גם שואפים לחקור אינטראקציות חלבון ברמה האטומית ולבדוק דרכים לשבש או להנדס מחדש מערכות אלה ליישומים רפואיים.
