Стрессовые бактерии перестают расти: механизм обнаружен

Оказывается, стрессовые условия приводят к тому, что некоторые белки буквально изгибаются или неправильно свертываются, и они перестают работать, — говорит Чиен. «Вы можете думать об этом как о приступах гнева микробов. Бактерии справляются со стрессом, разрушая белки.

В частности, мы показали, что определенные виды бактерий реагируют на высокие температуры, разрушая белки, необходимые для репликации ДНК. Поэтому они перестают расти. Сигнал поскольку это разрушение оказалось накоплением белков, которые были неправильно свернуты из-за стресса ».В благоприятных условиях клетки стремятся к росту, что означает запуск репликации ДНК.

Но в стрессовых условиях клетки должны предотвращать запуск репликации и вместо этого переключать свои приоритеты на защитные функции.Как объясняет Чиен, все клетки, включая бактерии, содержат огромное количество белков, молекул, которые помогают клеткам выполнять все химические реакции, необходимые для жизни.

Форма определяет, какие функции может выполнять каждый белок. В стрессовых условиях некоторые белки неправильно свертываются и перестают работать, останавливая рост до тех пор, пока клетка не справится со стрессом.

Несмотря на десятилетия исследований, до этих экспериментов ученые не полностью понимали молекулярные механизмы, которые клетки используют для передачи информации об условиях окружающей среды в свой репликационный аппарат.В текущем выпуске Cell Цзин Лю, аспирант-исследователь из лаборатории Чиен в Университете Массачусетса, Амхерст, работающий с лабораторией Лауба в Массачусетском технологическом институте, показывает, что в бактериях Caulobacter особый фермент, Lon, может помочь защититься от воздействия стресса. путем разрезания и разрушения небольших количеств неправильно свернутых белков. Но когда этот фермент встречает слишком много «изогнутых» белков, он начинает разрушать другой идеальный белок, DnaA, который обычно запускает процесс роста, то есть репликацию ДНК.

Когда DnaA разрушается, клетки перестают расти. Авторы обнаружили, что когда стресс проходит, количество неправильно свернутых белков падает, фермент Lon перестанет разрушать нормальный белок, и клетки снова начнут расти.

Чиен говорит: «Таким образом, бактерии могут быстро реагировать на стрессовые условия, но быстро перезапускаются снова. Стресс и неправильное свертывание белков являются универсальной частью жизни, поэтому понимание того, как простые бактерии справляются со стрессом такого рода, поможет нам понять, как наши клетки тоже. "Эта работа финансировалась Национальным институтом здравоохранения, Медицинским институтом Говарда Хьюза и Массачусетским университетом Амхерста.


Портал обо всем