С помощью нового вычислительного метода международная команда ученых обнаружила девять бактериальных токсинов длиной 100–150 аминокислот в 105 438 микробных геномах. Эти соединения нацеливаются на конкретные микробы и убивают их. Так, во время испытаний новые токсины успешно уничтожили клетки кишечной палочки Escherichia coli и бактерии Saccharomyces cerevisiae. Кроме того, авторы идентифицировали антитоксины, которые защищают от самоуничтожения бактерии, вырабатывающие токсины. В будущем открытие позволит разработать новые противомикробные препараты, направленные на лечение бактериальных инфекций. Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.
Борьба между микробами — естественное явление. В ходе эволюции бактерии разработали методы для устранения конкурентов. Например, они могут вырабатывать опасные для других микроорганизмов токсины. Наиболее известными примерами природных соединений, используемых в конкурентной борьбе в природе, являются антибиотики — их вырабатывают бактерии и грибы. Наблюдение за тем, как микробы борются друг с другом, может помочь ученым в разработке новых способов лечения бактериальных инфекций, которые все чаще устойчивы к антибиотикам.
Немецкие и израильские исследователи решили выяснить, как микробы используют токсины для борьбы с другими организмами. Для этого они разработали новый вычислительный метод, который позволил идентифицировать девять ранее неизвестных соединений токсинов длиной 100–150 аминокислот в 105 438 микробных геномах. Эти белковые токсины кодируются в 2,2% исследованных бактериях. Они нацеливаются на конкретные микроорганизмы и убивают их.
Команда успешно протестировала девять обнаруженных токсинов: все они уничтожили клетки кишечной палочки Escherichia coli и бактерии Saccharomyces cerevisiae. При испытаниях ученые также определили пять генов антитоксинов, которые защищают бактерии, вырабатывающие токсины, от самоуничтожения. Токсины вызвали гибель и ряда патогенных грибков, при этом оставив нетронутыми некоторые виды беспозвоночных организмов и макрофаги. По словам авторов, в первую очередь токсины действуют как ферменты, нацеленные на основные клеточные структуры: мембрану и ДНК.
Открытие новых токсинов позволит ученым разработать более эффективные противомикробные препараты, направленные на борьбу с человеческими и растительными бактериальными и грибковыми патогенами.
