Бактериальные инфекции, возможно, скоро будут лечить с помощью вирусов. Ученые обнаружили механизм, с помощью которого вирусы пробивают стенки бактериальной клетки и уничтожают ее. Управление этим процессом может стать основой нового метода антибактериальной терапии.
Говоря о заболеваниях человека, следует помнить, что они сильно различаются природой возбудителя. Бактериальные инфекции (туберкулез, дифтерия, столбняк) вызываются бактериями – одноклеточными безъядерными микроорганизмами, отравляющими органы нашего тела выделяемыми веществами – токсинами. Вирусные заболевания (грипп, папиллома, СПИД) вызываются на порядок более мелкими возбудителями. Вирусы – неклеточная форма жизни: они состоят только из молекулы нуклеиновой кислоты, заключенной в белковую оболочку. Из-за своего строения вирусы могут поражать не только клетки растений, животных и грибов, но и бактериальные клетки. Такие вирусы называют бактериофагами (греч. «пожиратели бактерий»).
Бактериофаги атакуют бактериальную клетку и вводят в нее свою ДНК.
Затем происходит репродукция вируса в цитоплазме клетки. Когда накапливается 100 и более новых вирусов, они должны покинуть бактерию-«хозяина», чтобы найти новую питательную среду и продолжить цикл репродукции.
Однако вирусу не так легко пробиться внутрь клетки через цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку, а без этого новые поколения вирусов не могут выбраться из бактериальной клетки и размножаться дальше.
Ученые из Техасского университета обнаружили «оружие», которое позволяет вирусам разрушать клетку бактерии изнутри. Результаты их исследования публикует Nature Structural and Molecular Biology.
Для того чтобы пробиться через оболочку клетки, вирусы используют специальный фермент – эндолизин, который способен разрушить изнутри клеточную стенку.
Этот фермент остается неактивным все время нахождения вирусов внутри клетки. Однако при необходимости выхода за пределы цитоплазматической мембраны он меняет свою структуру и разрушает механически плотную ткань клеточной стенки.
Действие фермента меняет специальный домен (достаточно стабильная и независимая подструктура белка), называемый SAR. Он, как спусковой крючок, дает сигнал для изменения структуры фермента и запускает процесс разрушения клеточной стенки.
Обнаруженный механизм внес понимание в процесс разрушения бактериальной клетки вирусами.
Ученые надеются разработать механизм управления функциями бактериофагов и бороться с их помощью с бактериальными инфекциями.