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

Astronauti mise Artemis II se vrací na Zemi. Kritický bude průlet atmosférou

Mise Artemis II, při které první lidé od sedmdesátých let minulého století obletěli Měsíc, v noci na sobotu ukončí svou více než milion kilometrů dlouhou cestu. Čtveřice astronautů v kosmické lodi Orion proletí atmosférou a potom by měla bezpečně dopadnout do Tichého oceánu nedaleko západoamerického San Diega.
před 6 hhodinami

Vědci popsali šimpanzí „občanskou válku“ v Ugandě

V ugandském národním parku Kibale propukly mezi dvěma frakcemi šimpanzí skupiny Nogo boje, které vědci přirovnávají k občanské válce. Vyplývá to ze studie, která vyšla v odborném časopise Science.
před 6 hhodinami

Tučňák císařský se stal ohroženým druhem

Mezi ohrožené druhy se nyní počítá tučňák císařský, oznámila Mezinárodní unie ochrany přírody (IUCN). Posun z kategorie téměř ohrožených do kategorie ohrožených podle expertů odráží sílící dopady klimatické změny. Ta postihuje zejména druhy životně závislé na mořském ledu v Antarktidě, jehož ubývá.
před 9 hhodinami

TEST: Jak si umělé inteligence poradí s rozeznáním falešné fotografie?

Fotografie, ty pravé i falešné, se staly v současné době jednou z nejsilnějších zbraní informační a dezinformační války. Jak dobře je umí rozpoznat současné modely umělých inteligencí (AI), se pokusila ověřit vědecká redakce ČT24. Tématu se bude věnovat i pořad De facto v sobotu od 12:30.
před 14 hhodinami

Kosmická loď Orion využila gravitační prak. Manévr sebral energii Zemi

Při popisu letu mise Artemis II k Měsíci a jejího návratu k Zemi se často píše o manévru takzvaného gravitačního praku, kterým si kosmická loď Orion pomohla k vyšší rychlosti a správné dráze. Jak ale tento manévr funguje a proč ho kosmické agentury tak často využívají?
včera v 17:05

Země je křehká planeta, z těch pohledů běhal mráz po zádech, říkají astronauti

Křehkost planety Země v nezměrném vesmíru či krása úplného zatmění Slunce za odvrácenou stranou Měsíce patří k nejsilnějším dojmům, které popsali astronauti mise Artemis II novinářům dva dny před návratem na Zemi. Šéf mise Reid Wiseman za nejsilnější okamžik označil pojmenování měsíčního kráteru po své zesnulé ženě Carroll. Loď Orion se po obletu Měsíce vrací se spoustou zajímavých fotografií a příběhů, o něž se astronauti chtějí podělit s ostatními, řekl pilot Victor Glover.
včera v 12:52

Vědci začali na poli u Olomouce testovat geneticky upravený ječmen

Dvě nové, geneticky upravené linie ječmene ve středu vědci vyseli na pokusném poli v okrajové části Olomouce, aby ověřili, jak se modifikace vlastností této obilniny projeví v běžných podmínkách mimo laboratoř. Výsledky pomohou při šlechtění plodin odolnějších vůči měnícímu se klimatu.
včera v 12:32

Němečtí vědci objevili u Antarktidy zatím nepopsaný ostrov

Mezinárodní expedice ve Weddellově moři v antarktické oblasti objevila ostrov, který dosud nebyl uveden na žádných mapách. Oznámil to bremerhavenský Institut Alfreda Wegenera (AWI), na jehož ledoborci Polarstern se vědci plaví.
včera v 10:45
Načítání...