Come batteri fanno siringhe: scienziati ricostruiscono un canale di trasporto batterica in una provetta

Maggio 30, 2016 Admin Salute 0 0
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Gli scienziati del Max Planck Society e l'Istituto federale per la ricerca sui materiali e test sono riusciti per la prima volta a chiarire i principi di base del montaggio di questo canale di trasporto. Questo è un importante punto di partenza per lo sviluppo di nuovi farmaci che potrebbe interferire con notevole anticipo rispetto antibiotici nel corso dell'infezione. La ricerca è pubblicata su Nature Structural & Molecular Biology.

Ogni giorno l'organismo umano si confronta con una grande varietà di agenti patogeni. La maggior parte di loro sono circoscritte dal nostro sistema immunitario. Per eseguire una infezione di successo, i batteri devono quindi manipolare l'host per garantire la loro sopravvivenza. Essi secernono fattori di virulenza attraverso un canale di trasporto si trova nella membrana batterica. Alcuni batteri, come gli agenti causali di dissenteria, intossicazione alimentare, la febbre tifoide, e parassiti, hanno messo a punto un meccanismo di trasporto specializzato chiamato il tipo di sistema a tre secrezione. Il microscopio elettronico rivela che questa struttura è formata come una siringa: la base della siringa è inserita nella membrana batterica e l'ago sporge fuori dei batteri. Con questo apparato batteri possono iniettare fattori di virulenza direttamente nella cellula ospite.




Finora poco è stato detto su come i batteri costruiscono questo nano-siringa. Scienziati dell'Istituto Max Planck per la biologia delle infezioni a Berlino, l'Istituto Max Planck di chimica biofisica in Gцttingen, e l'Istituto federale per la ricerca sui materiali e test sono riusciti a chiarire i principi fondamentali del gruppo ago. Ciò è stato reso possibile da esperimenti di ricostituzione che ha permesso loro di studiare l'assemblaggio delle proteine ​​in un ago in provetta.

La stretta di osservazione di questi eventi ha rivelato come le proteine ​​sono assemblate in una siringa: il batterio sintetizza le proteine ​​all'interno delle cellule, li trasporta attraverso la siringa verso l'esterno, e li impila uno dopo l'altro sulla punta dell'ago crescente. Gli scienziati potrebbero mostrano anche che le proteine ​​cambiano la loro struttura tridimensionale durante il processo di assemblaggio. Sono stati in grado di individuare le esatte modifiche strutturali fino al livello aminoacido singolo. Questi risultati aprono nuove prospettive nello sviluppo di farmaci che potrebbero interferire nel corso di infezione molto prima di antibiotici. Questi cosiddetti anti-infettivi possono inibire l'assemblaggio dell'ago e l'iniezione di fattori di virulenza nella cellula ospite. Questo sarebbe un grande vantaggio rispetto antibiotici, che devono viaggiare attraverso la membrana nei batteri di essere in grado di uccidere. Inoltre, gli antibiotici non possono distinguere tra il bene e il male, cioè causano malattie, batteri, causando spesso effetti collaterali indesiderati. Infine, l'uso di anti-infettivi sarebbe aggirare il problema dello sviluppo di resistenza agli antibiotici.

Il cambiamento della struttura tridimensionale delle proteine ​​durante il gruppo ago è stato analizzato da X-ray esperimenti strutturali a BESSY di Berlino e ESRF a Grenoble ed esperimenti NMR-spettroscopiche basate su onde radio presso l'Istituto Max Planck di chimica biofisica. Gli scienziati hanno confrontato la struttura tridimensionale della proteina ago prima e dopo l'assemblaggio dell'ago.

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