Bakterie chrání před antibiotiky bodyguard, popsali čeští vědci

Důležitý krok v boji s antibiotickou rezistencí, která patří mezi hlavní výzvy současné medicíny, udělali vědci z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ve spolupráci s Mikrobiologickým a Biotechnologickým ústavem. Podařilo se jim popsat, jakým způsobem se mykobakterie brání proti antibiotiku rifampicin.

Klíčovou složkou, která umožňuje bakterii unikat před působením antibiotika rifampicinu, je protein, který se jmenuje HelD. Účinně chrání bakteriální RNA polymerázu, což je enzym zodpovědný za přepis genetické informace z DNA. Tento proces je pro přežití bakterie naprosto zásadní.

„Díky pokročilému zobrazování pomocí kryogenního elektronového mikroskopu a vynikající biochemické analýze jsme dokázali do detailů popsat, jakým způsobem bílkovina HelD osvobozuje RNA polymerázu od antibiotika rifampicin,“ nastínil Tomáš Kouba, který v ÚOCHB vede vědeckou skupinu Kryogenní elektronové mikroskopie.

Rifampicin je antibiotikum, které patří mezi antituberkulotika spolu se streptomycinem, capreomycinem a cycloserinem. Je vysoce účinné (zatím nejúčinnější) proti infekcím vyvolaným bakteriemi Mycobacterium tuberculosis a Mycobacterium leprae – používá se tedy například proti tuberkulóze a lepře.

Klíčová role proteinu

HelD se chová jako buněčný bodyguard. Kdykoliv se při přepisu informace z DNA něco zadrhne, přispěchá na pomoc a nejinak je tomu i při podání rifampicinu. Antibiotikum se totiž snaží během přepisu DNA vyřadit ze hry RNA polymerázu. Nebýt HelD, celý proces by se zastavil a bakterie by zanikla. HelD se nepodvolí ani tak silnému antibiotiku, jakým je rifampicin používaný například k léčbě tuberkulózy nebo silného zápalu plic.

„Moderní metody strukturní biologie nám umožnily pozorovat, jakým způsobem HelD chrání bakterie před účinkem jedné ze skupin antibiotik na atomární úrovni,“ říká Tomáš Kovaľ z Laboratoře struktury a funkce biomolekul v Biotechnologickém ústavu.

Výzkumníci předpokládali, že HelD hraje v odporu proti působení antibiotik klíčovou roli. Zjistili ovšem, že je pro bakterie ještě významnější. HelD totiž RNA polymerázu nejen vysvobodí, ale zajistí také „recyklaci“ tohoto pro organismus klíčového enzymu. Putuje totiž s polymerázou znovu na úplný začátek DNA, kde se opět přepíše genetická informace a bakterie se může znovu začít množit.

ÚOCHB je vědecká instituce, součást Akademie věd, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie. Soustředí se také na přenos výsledků základního výzkumu do praxe.

„Pochopení role proteinu HelD je zásadní pro lidský boj s antibiotickou rezistencí,“ doplňuje Libor Krásný, který vede vlastní výzkumnou skupinu v Mikrobiologickém ústavu, a dodává: „Díky našim aktuálním zjištěním je možné nasadit nové strategie v hledání účinnější antibiotické léčby.“

Rezistence vůči antibiotikům je sílící globální problém a na hledání slabého místa, kterým bakterie unikají léčbě, se soustředí nejvýznamnější světové výzkumné instituce.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Pražští lékaři nasadili pacientce proti zlatému stafylokokovi bakteriofágy

Bakterie zlatého stafylokoka u lidí způsobují spoustu zdravotních problémů, které se projevují vážnými záněty, jež se dají jen špatně léčit. V přírodě ale existují jejich predátoři – bakteriofágy. Právě ty teď vědci využili u pacientky v Praze.
před 14 mminutami

OBRAZEM: Nejkrásnější snímky Mléčné dráhy ukazují mizející nádheru

Přes 6500 snímků se letos pokusilo dostat do výběru nejlepších fotografií Mléčné dráhy. Poslali je astrofotografové z patnácti zemí světa. Vybrané naleznete v přiložené fotogalerii.
před 2 hhodinami

Ebola se v Kongu šíří stovky kilometrů od dosavadního ohniska

V provincii Jižní Kivu na východě Konga byl potvrzen případ eboly, nemoc se tak objevila stovky kilometrů od dosavadního epicentra nákazy. Uvedla to ve čtvrtek povstalecká aliance, která oblast kontroluje, informovala agentura Reuters. Případ podle ní vyvolává obavy z dalšího šíření epidemie. Mladíci zapálili centrum pro léčbu eboly poté, co jim bylo odepřeno pohřbít tělo jejich blízkého.
včeraAktualizovánopřed 12 hhodinami

První týdny otcovství mění mužům zásadně mozek, popsali experti

Když žena přivede na svět dítě, změní ji to duševně i tělesně. Týká se to i změn v mozku, které už vědci opakovaně a docela detailně popsali. Ale oč lépe známé byly dopady rodičovství na ženy, o to méně se vědělo o tom, co dělá otcovství s mozkem mužů. Teď to popsali němečtí psychologové, kteří čerstvé otce prozkoumali celou řadou těch nejmodernějších přístrojů.
před 18 hhodinami

Španělsko prošlo nejhorší sezonou lesních požárů od roku 1995. Roli sehrálo i žhářství

Španělsko zažilo loni nejhorší sezonu lesních požárů od roku 1995. Oheň zničil 354 793 hektarů lesní půdy. Dokument Anatomie požáru se zaměřuje na požár u obce Molezuelas de la Carballeda v provincii Zamora, který byl loni v létě jedním z nejničivějších.
před 19 hhodinami

Turečtí vědci vypustili robotického archeologa, umí se potopit 300 metrů hluboko

Kam člověk nemůže, tam ho zastoupí robot. Tato praxe se začíná využívat v čím dál větším množství oborů – a nově také v podvodní archeologii. Stroj se totiž ponoří hlouběji než člověk a déle vydrží v podmínkách vysokého tlaku, nedostatku světla i vzduchu.
před 22 hhodinami

SpaceX míří na burzu a chce výrazně překonat saúdské těžaře

Americká firma SpaceX předložila americké Komisi pro cenné papíry a burzy (SEC) potřebný dokument pro vstup na burzu. V něm například uvádí, že v budoucnosti chce rozvíjet měsíční ekonomiku, infrastrukturu pro umělou inteligenci na oběžné dráze či osobní a nákladní přepravu na Měsíc a Mars. Firma podle dokumentu v prvním čtvrtletí letošního roku hospodařila s čistou ztrátou 4,28 miliardy dolarů (90 miliard korun). Meziročně ztrátu výrazně prohloubila z 528 milionů dolarů. Obrat společnost navýšila meziročně z necelých 4,1 na téměř 4,7 miliardy dolarů.
před 22 hhodinami

Nanoplasty mohou narušovat ochrannou vrstvu plic, ukazuje výzkum Akademie věd

Malé částečky umělých hmot, konkrétně takzvané ultrajemné polystyrenové nanoplasty, se mohou „zabudovávat“ do ochranné vrstvy plic, měnit její strukturu a oslabovat ochrannou funkci, popsali vědci z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR ve spolupráci s kolegy z Polska a Slovinska.
před 23 hhodinami
Načítání...