Исследователи, финансируемые Национальным институтом здравоохранения, добились больших успехов в понимании того, как именно отбеливатель убивает бактерии и как собственная защита бактерий может защитить от клеточного стресса, вызванного отбеливателем. Полученные данные могут привести к разработке новых лекарств, нарушающих эту микробную защиту и помогающих нашему организму бороться с болезнями.«Когда мы начали изучать, как отбеливатель действительно убивает бактерии, об этом было очень мало известно», — говорит Урсула Якоб из Мичиганского университета.
В серии экспериментов ее команда показала, что хлорноватистая кислота заставляет бактериальные белки разворачиваться и прилипать друг к другу, делая их нефункциональными и приводя к гибели клеток.Изучая, как бактерии реагируют на стрессовые условия, лаборатория Якоба обнаружила несколько способов, с помощью которых бактерии в нашем организме — и на кухонных столешницах — могут пережить атаку хлорноватистой кислоты.
Один из таких механизмов выживания использует белок под названием Hsp33, который является молекулярным шапероном, который помогает другим белкам складываться и поддерживать их нормальные формы. Защита с помощью Hsp33 позволяет бактериям повторно складывать свои белки после того, как стрессовая ситуация прошла, тем самым позволяя клеткам выжить. Лаборатория Якоба также обнаружила несколько бактериальных белков, которые воспринимают хлорноватистую кислоту и в ответ активируют гены, которые помогают бактериям устранять токсины, образующиеся при воздействии вредного химического вещества.Недавно команда обнаружила, что простая неорганическая молекула, называемая полифосфатом, также служит молекулярным шапероном в бактериальных клетках.
Полифосфат, который, вероятно, существовал до возникновения жизни на Земле и вырабатывается почти всеми организмами, от бактерий до людей, может быть одним из самых старых существующих молекулярных шаперонов. Бактерии, лишенные полифосфатов, очень чувствительны к клеточному стрессу, вызванному отбеливателем, и с меньшей вероятностью могут вызвать инфекцию.Вместе эти результаты дают представление о том, как современные бактерии защищаются от иммунной атаки и как ранние организмы выживали в условиях окружающей среды.
Исследования также указывают на потенциальные цели для разработки противомикробных препаратов. «Многие из этих защитных механизмов, которые бактерии используют в ответ на отбеливание, специфичны для бактерий», — сказал Якоб, что потенциально позволяет воздействовать на эти защитные механизмы, не нанося вреда клеткам человека. Она и ее команда надеются найти лекарства, которые будут использовать эту специфичность и обезвредить бактериальную защиту от отбеливателя, что позволит нашей иммунной системе завершить уборку дома.
Исследование, описанное в этой статье, частично финансировалось грантом NIH R01 GM065318.