Но прежде чем исследователи смогут изучить потенциальные возможности сохранения, они сначала должны лучше понять основные физиологические процессы бактерий. Эми Си из Северо-Западного университета.
Розенцвейг недавно построил еще один раздел головоломки. Ее лаборатория определила два никогда ранее не изучавшихся белка, названные MbnB и MbnC, как частично ответственные за внутреннюю работу бактерий.
«Наши открытия выходят далеко за рамки метанотрофных бактерий», — сказал Розенцвейг, заслуженный профессор естественных наук семьи Вайнбергов и профессор молекулярной биологии и химии в Северо-Западном колледже искусств и наук Вайнберга. "Эти два белка обнаружены в ряде других бактерий, включая патогены человека."
Газета будет опубликована завтра, 23 марта, в журнале Science.
Метанотрофные бактерии, или, проще говоря, «метанотрофы», берут медь из окружающей среды и внедряют ее в молекулярный механизм, который метаболизирует метан, превращая его в метанол для еды. Чтобы получить медь, многие метанотрофы выделяют химически модифицированный пептид, называемый метанобактин, который прочно связывается с ионами меди, чтобы втягивать их в клетку.
До сих пор клеточный механизм, который управляет образованием метанобактина, был мало изучен.
Команда Розенцвейга обнаружила, что два белка — MbnB и MbnC — частично ответственны за производство метанобактина. Вместе эти белки образуют железосодержащий ферментный комплекс, который превращает аминокислоту в две органические химические группы.
Эта химия приводит к метанобактину, который привлекает медь в клетку. Розенцвейг и ее команда также обнаружили, что эти два белка управляют производством метанобактина во всех семействах видов, продуцирующих метанобактин, включая неметанотрофов.
«Участие металлоемкого фермента в образовании этих типов химических групп беспрецедентно, и ни один из двух белков ранее не изучался», — сказал Розенцвейг. "Более того, похоже, что аналогичные ферменты производятся в других контекстах, что позволяет предположить, что этот химический состав важен не только для производства метанобактина."
Это открытие облегчает исследователям изучение метанобактина, поскольку они могут работать с белками в пробирках, а не манипулировать целыми живыми микроорганизмами. Это также приближает мир к многообещающим приложениям метанотрофов. Многие люди представляют себе использование фильтров, созданных из бактерий, для очистки атмосферы от метана или для удаления метана из запасов природного газа.
Но Розенцвейг считает, что из-за производства метанобактина у метанотрофов есть применения, выходящие за рамки очистки окружающей среды.
Поскольку метанобактин очень прочно связывает медь, он был исследован в качестве средства лечения болезни Вильсона, редкого генетического заболевания, при котором организм пациентов не может удалить медь, которую они потребляют с пищей, поэтому она накапливается в головном мозге и печени. Некоторые исследователи также считают, что метанобактин обладает антибактериальными свойствами и может быть использован в новом классе антибиотиков.
«Теперь, когда мы знаем, какие микробные гены и белки нужно искать, и теперь, когда мы знаем, что делают некоторые из ключевых белков, мы можем эффективно предсказать, какие виды будут производить новые и разные метанобактины», — сказал Розенцвейг. "И мы можем проверить эти соединения на биоактивность."
Исследование называется «Биосинтез метанобактина."Грейс Э. Кенни, аспирант лаборатории Розенцвейга, был первым автором статьи.
Исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения (номера наград GM118035, R01AT009143, U54-GM094662, U54 GM093342, P01 GM118303, R00GM111978 и F32GM110934, а также Национальным научным фондом (номера наград MCB0842366 и MCB1330784).