«Молекулярная карусель»: описан механизм создания защитных молекул туберкулезными палочками

Сегодня в печатной версии газеты «Известия» вышла статья о работе ученых ФИЦ Биотехнологии РАН.

Они совместно с коллегами из ИБХ РАН обнаружили фермент, который помогает микобактериям — возбудителям туберкулеза — переживать атаку иммунной системы и действие антибиотиков.
 
📖Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Biological Macromolecules.
 
Туберкулез вызывают микобактерии (Mycobacterium tuberculosis), которые способны после попадания в организм человека переходить в долгую «спячку». В этом состоянии клетки не размножаются, но становятся крайне устойчивыми к неблагоприятным условиям, например, действию антибиотиков и атакам иммунной системы.
 
В таком состоянии покоя в клетках бактерий накапливается особое вещество — тетраметиловый эфир копропорфирина. При высоких концентрациях этого соединения в мембране микобактерий снижается активность дыхания бактерий, что в совокупности с другими изменениями обмена веществ способствует их переходу в «спячку». Однако до сих пор не было понятно, как именно происходит это превращение.
 
🔜Ученые открыли фермент, который отвечает за превращение копропорфирина в его эфир.
 
Авторы работы выяснили, что обнаруженный ими фермент работает по необычному механизму, похожему на карусель. Копропорфирин попадает в активный центр фермента и, находясь в нем, меняет свою ориентацию (поворачивается), в результате чего на него «навешивается» четыре метильные группы. Это позволяет синтезировать тетраметиловый эфир напрямую без промежуточных продуктов и тем самым повысить эффективность превращения.
 
💬«Поскольку описанный фермент активен именно при переходе микобактерий в состояние покоя, он может служить мишенью для разработки препаратов от туберкулеза. Так, если заблокировать его, бактерия не сможет перейти в покоящееся состояние и станет чувствительной к действию иммунной системы и антибиотиков», — рассказывает ❤️Маргарита Шлеева, доктор биологических наук, заведующая лабораторией биохимии стрессов микроорганизмов ФИЦ Биотехнологии РАН.
 
В дальнейшем ученые планируют выявить все ферменты-участники этого нового биохимического пути в микобактериях, а также в экспериментах на патогенных штаммах туберкулезных и нетуберкулезных микобактерий выяснить роль тетраметилового эфира копропорфирина в вирулентности и патогенезе с использованием моделей туберкулеза и микобактериозов у мышей.
 
📰Подробнее читайте в материале Известий

👻 MAX | 📲 ВК | 📝 ДЗЕН
📲 RUTUBE

Смена технологии биологической очистки стоков: что происходит с микробным сообществом?

Водоемы, в которые попадает значительное количество фосфора «зацветают», вода в них мутнеет, теряя кислород, что приводит к гибели рыбы, ракообразных, моллюсков и других обитателей. При этом 35% загрязнения водоемов фосфором происходит из-за сброса недостаточно очищенных сточных вод — это второй по величине фактор после сельского хозяйства (62%).

💧Внедрение на очистных сооружениях технологии очистки стоков от фосфора помогает избежать этой проблемы или уменьшить ее масштабы. Однако нередко возникают значительные сложности при переходе на новую технологическую схему.

Исследователи ФИЦ Биотехнологии РАН и Казанского национального исследовательского технологического университета в лабораторных условиях изучили, как меняется микробное сообщество активного ила очистных сооружений при смене традиционной технологии на современную технологию глубокого биологического удаления фосфора (EBPR - Enhanced Biological Phosphorus Removal).

💬«Какие группы фосфат-аккумулирующих организмов (ФАО) будут развиваться? Будет ли сукцессия сообщества плавной сменой обычной микрофлоры на бактерии ФАО с постепенным возрастанием способности к удалению фосфора, или картина переходного периода будет более сложной? Ответы на эти вопросы необходимы для разработки оптимальной эксплуатационной стратегии управления очистными сооружениями и повышения эффективности очистки сточных вод в переходный период» - отмечает ❤️Николай Пименов, заместитель директора по научной работе ФИЦ Биотехнологии РАН.

Микробиологи поместили активный ил из городских очистных сооружений Иннополиса (Республика Татарстан) в биореактор, работающий по технологии EBPR, и изучали состав микробного сообщества и удаление фосфора на разных промежуточных этапах.

💬«Наш эксперимент показал, что переходный период – не постепенная смена одних микроорганизмов другими, а более сложный процесс, в течение которого несколько раз может происходить радикальное изменение состава микробного сообщества. Мы наблюдали сначала быстрое развитие одних представителей ФАО – Azonexus, а затем их вытеснение другими ФАО - более приспособленными к анаэробно/аэробному режиму. Это сопровождалось и варьированием способности удалять фосфор. Поэтому увеличение и падение эффективности удаления фосфора после перехода на современные технологии может быть связано не с нарушением режима эксплуатации сооружений очистки сточных вод, а с естественным ходом микробной сукцессии в активном иле. Наши результаты необходимо проверить в масштабе настоящих очистных сооружений, и провести долгосрочный мониторинг динамики микробного сообщества в переходные периоды», — прокомментировал ❤️Александр Дорофеев, старший научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН.

📖Статья с результатами их работы опубликована в журнале Water.

🖥Подробнее читайте в материале Научной России

👻 MAX | 📲 ВК | 📝 ДЗЕН
📲 RUTUBE