Nová cesta v boji proti patogenním bakteriím

18. 12. 2020

Třem mezinárodním vědeckým týmům se podařilo objasnit jedinečný molekulární mechanismus, který umožňuje bakteriím, včetně patogenních, udržet tok genetické informace z DNA do RNA.

Objevili tak nové možnosti pro vývoj potřebných antimikrobiálních látek proti závažným patogenům jako třeba původci tuberkulózy. Jejich objev je zveřejněn v časopise Nature Communications.

Pro život je nutný plynulý tok genetické informace z DNA do RNA a od RNA k proteinům. RNA polymeráza je enzym, který je nezbytný pro nastartování tohoto procesu. Chcete-li přepsat genetickou informaci z DNA do RNA zprávy, musí se RNA polymeráza velmi pevně vázat na DNA. Někdy však RNA polymeráza tento přepis nedokončí, uvízne v nefunkční formě na DNA a musí být odstraněna, aby nedošlo ke kolizi při novém kole přepisu.

"Vazba proteinu HelD na komplex RNA polymerázy poskytuje úchvatný pohled – jde o molekulární 'chvat', který zcela odzbrojuje komplex nezbytný pro existenci patogenních bakterií. Otevírá se tak nová cesta boje proti bakteriálním onemocněním s využitím těchto nových strukturních a funkčních dat," vysvětluje Jan Dohnálek (BTÚ AV ČR).

Pomocí kryogenní elektronové mikroskopie vědci popsali strukturu pozoruhodného komplexu mezi bakteriální RNA polymerázou a pomocným proteinem HeID, který dokáže nefunkční RNA polymerázu z DNA odstranit. Mechanismus odstranění připomíná boxera v ringu, kdy HelD dvěma údery vyrazí DNA z RNA polymerázy. HelD a RNA polymeráza pak zůstávají ve vzájemném sevření - „klinči“, ze kterého se musí uvolnit, aby mohlo začít další kolo přepisu. Český tým vedený Liborem Krásným (MBÚ AV ČR), Janem Dohnálkem (BTÚ AV ČR) a Tomášem Koubou (EMBL, Grenobl) objevil tento mechanismus u mykobakterií, původců tuberkulózy a dalších závažných nemocí. Současně a nezávisle byl tento mechanismus popsán u půdní bakterie Bacillus subtilis vědeckou skupinou z Austrálie vedenou Dr. Peterem Lewisem a konsorciem vědců z Německa, USA a Finska vedeným Dr. Markusem Wahlem.

Výzkum ukazuje na potenciální nové cesty boje proti patogenům spočívající v zásahu do recyklace RNA polymerázy zprostředkované HeID.

Odkaz na článek ZDE.

RNA polymeráza z bakterie Mycobacterium smegmatis v komplexu s proteinem HelD (části proteinu HelD jsou znázorněny červenou, žlutou, zelenou, modrou, oranžovou a hnědou barvou). Molekuly jsou zobrazeny jako experimentální elektrostatický potenciál získaný pomocí kryoelektronové mikroskopie.