Международная группа учёных под руководством профессора микробиологии Университета Монреаля Ива Бруна обнаружила, что близкородственные виды бактерий используют разные стратегии для построения своих клеточных стенок.
Их открытие обещает помочь в разработке новых подходов в борьбе с устойчивостью к антибиотикам, говорится в исследовании, опубликованном в июне в журнале Nature Communications.
Вместе с коллегами из своего отдела, а также из Института национальных научных исследований и Университета Индианы исследовательская группа Бруна использовала передовые методы микроскопии и флуоресцентные зонды для отслеживания роста бактерий.
Результаты показывают неожиданное разнообразие в моделях удлинения стенок, сосредоточенных на синтезе пептидогликана — важной мишени для нескольких классов антибиотиков, включая пенициллин.
«То, что считалось относительно однородным процессом, на самом деле оказывается гораздо более вариативным даже между очень близкородственными видами», — сказал Брун, старший автор исследования. «Эта изменчивость может представлять новые точки уязвимости, которые можно использовать для разработки новых антибиотиков».
Исследование было сосредоточено на семействе Caulobacteraceae. Исследователи сравнили Caulobacter crescentus, модельный организм, с Asticcacaulis excentricus, родственным видом. В то время как первый удлиняет свою стенку двунаправленно от центра, второй делает это только по направлению к одному клеточному полюсу. Это изменение связано с перемещением фермента PBP2, классической мишени антибиотиков.
Но это ещё не всё. «Именно наблюдая это неожиданное эволюционное разнообразие между близкородственными видами, мы задумались о том, чтобы проверить, могут ли также варьироваться способы удлинения в зависимости от окружающей среды», — объяснила соавтор исследования Мари Делаби, постдок в лаборатории Бруна.
«И действительно, новые данные, которые мы получили после отправки статьи, показывают, что эти механизмы не только определяются генетикой, они также могут адаптироваться к условиям окружающей среды», — сказала она.
«Это показывает, что изучение эволюции не только служит для реконструкции истории бактерий. Оно также может выявить малоизвестные формы изменчивости, что полезно для лучшего понимания и потенциально противодействия устойчивости к антибиотикам», — добавила Делаби.
Наблюдения группы Бёрна показывают, что некоторые бактерии могут активно модулировать свой рост в зависимости от контекста, усложняя действие текущих методов лечения. Учитывая эту пластичность, исследователи надеются внести свой вклад в разработку более адаптированных стратегий борьбы с бактериями в различных средах.
«Нам нужно перестать думать о синтезе бактериальной стенки как о фиксированной, универсальной мишени», — сказал Брун. «Это более динамичный процесс, чем мы думали, на который влияют эволюция и окружающая среда. Это осознание может обогатить наши подходы к разработке новых методов лечения».
Предоставлено Университетом Квебека в Монреале.