Ученые из университета Орегона (США) воскресили доисторические белки возрастом до 160 млн лет, обладающие природными противомикробными свойствами. Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.
В центре внимания ученых оказался белок лактоферрин, который содержится в слезах, слюне и грудном молоке. Его основная задача — связывать железо, не давая бактериям использовать его для размножения. Помимо этого, у лактоферрина есть особая часть — противомикробный пептид, который способен разрушать мембраны бактериальных клеток. Чтобы понять, как и когда появилась эта способность, исследователи проследили эволюционную историю белка и восстановили его древние версии.
Используя метод реконструкции предковых последовательностей, ученые восстановили древние версии пептидов. Самые ранние из них, возрастом 160 млн лет, повреждали бактериальные мембраны, но микробы быстро восстанавливались. Пептиды более поздних предков (несколько миллионов лет) действовали значительно сильнее, а некоторые даже превосходили современные человеческие варианты.
Ключевым открытием стало то, что значительное усиление противомикробных свойств произошло из-за одного-единственного изменения в аминокислотной цепочке. Эта маленькая мутация кардинально повышала способность пептида бороться с такими опасными бактериями, как золотистый стафилококк и кишечная палочка. Это показывает, как небольшие эволюционные изменения могут приводить к крупным функциональным сдвигам.
Исследователи подчеркивают, что создание новых лекарств на основе этих древних пептидов — дело неблизкого будущего. По сравнению с обычными антибиотиками такие пептиды менее стабильны и быстро распадаются в организме. Тем не менее изучение эволюционной истории этих молекул дает важные подсказки для разработки препаратов, к которым у бактерий не успеет выработаться устойчивость. Понимая механизмы прошлых эволюционных побед, ученые надеются создавать более умные комбинации лекарств, способные обойти защитные механизмы патогенов.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что анализ налета на зубах выявил деликатесы в еде простолюдинов Японии.