Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemical Biology, раскрывает неожиданные свойства патогенных бактерий рода Pandoraea.
Эти микроорганизмы, названные в честь мифического ящика Пандоры, долгое время считались исключительно опасными — они устойчивы к антибиотикам и обнаруживаются, например, в легких пациентов с муковисцидозом. Однако новое открытие показало, что за этим кроется тонкая стратегия выживания и даже антибактериальный потенциал.
Ученые из института Лейбница по исследованиям натуральных продуктов и биологии инфекций, а также университетов Йены, Гейдельберга и Гонконга, обнаружили у Pandoraea гены, кодирующие фермент, участвующий в синтезе сидерофоров — соединений, которые связывают железо и транспортируют его в клетку. Этот элемент жизненно важен для большинства организмов, включая бактерии, однако в теле человека его доступность сильно ограничена. Умение эффективно добывать железо дает микроорганизмам серьезное преимущество в конкурентной среде.
С помощью методов биоинформатики, масс-спектрометрии, ядерного магнитного резонанса и химического анализа исследователи выделили два ранее неизвестных природных соединения — пандорабактины A и B. Они помогают Pandoraea получать железо из окружающей среды и, как показали биологические тесты, одновременно угнетают рост других бактерий, таких как Pseudomonas, Mycobacterium и Stenotrophomonas. Пандорабактины буквально «обкрадывают» другие микробы, создавая тем самым конкурентное преимущество для Pandoraea.
Дополнительные анализы образцов мокроты пациентов с муковисцидозом показали, что наличие гена, ответственного за синтез этих молекул, связано с изменениями в составе микробиома легких. Хотя говорить о медицинском применении этих соединений пока рано, результаты дают новое представление о стратегиях выживания малоизученных бактерий и о сложной конкурентной борьбе за ресурсы внутри организма.
Исследование стало частью кластера передового опыта Balance of the Microverse и проекта ChemBioSys при поддержке Немецкого исследовательского фонда и Евросоюза. Оно раскрыло тайны одного из патогенов и расширило представление о микробной «гонке за железо» в условиях острого дефицита ресурсов.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что генные препараты теперь можно безопасно доставлять в легкие.