Čeští vědci popsali, jak se bakterie brání antibiotikům

Po objevu antibiotik se zdálo, že mnohé infekční nemoci už nikdy nebudou hrozbou. Bakterie, které je působí, však dokážou narozdíl od ostatních organismů extrémně rychle přizpůsobovat a modifikovat svou DNA.

Tak se postupem času vyvinuly bakteriální kmeny odolné proti běžným lékům. Díky práci jihočeských vědců je nyní princip této rezistence o něco zřejmější.

Spolu s kolegy z Ústavu systémové biologie a ekologie v Nových Hradech se zabýval enzymovými komplexy označovanými jako restrikčně modifikační systémy typu I.

Jsou to bílkoviny důležité pro štěpení a úpravu nukleových kyselin. Slouží k obraně řady bakterií před cizorodou, například virovou DNA.

Přesný mechanismus působení těchto enzymů se ani po třiceti letech intenzivního výzkumu nepodařilo zcela objasnit.

Trojrozměrná struktura, kterou čeští vědci ve své práci popsali, je vůbec první známou podrobnou molekulární stavbou tohoto enzymu. Práce vnesla světlo do principu vazby DNA na enzym a v kombinaci se známými fakty významně přispěla k vysvětlení mechanismů, které stojí za odolností bakterií vůči okolním vlivům.

Ačkoliv má objev struktury enzymu k praktickému využití ještě daleko, mohl by se v budoucnu uplatnit také v oblasti nanotechnologií.

Bílkovina HsdR se v buňce pohybuje podél DNA a vyhledává části genetické informace. Její schopnost by se dala využít při vývoji senzorů skenujících geny v živých buňkách.

Trojrozměrná struktura HsdR podjednotky restrikčního enzymu EcoR124I, který funguje jako střihač bakteriální DNA

Na objevu trojrozměrné struktury restrikční podjednotky endonukleázy typu I se podíleli vědci z Ústavu systémové biologie a ekologie Akademie Věd ČR a Ústavu fyzikální biologie Jihočeské univerzity ve spolupráci s kolegy z EMBL Hamburg a z univerzity v Curychu a Princetonu. Jejich článek je k dispozici online v aktuálním čísle časopisu Nature Structural & Molecular Biology.  

V tištěné podobě práce vyjde v lednovém čísle časopisu. „Uvedení práce v tak prestižním vědeckém časopise, jako je Nature Structural and Molecular Biology reflektuje novost a důležitost výsledku, ke kterému kolektivu autorů z Nových Hradů srdečně gratuluji,“ pochválil autory Jiří Damborský z Národního centra pro výzkum biomolekul.

Restrikčním enzymům se vědci z Oddělení struktury a funkce proteinů hodlají věnovat i nadále. „Znalost struktury těchto enzymů nám umožní proniknout hlouběji do mechanismu jejich fungování a naplánovat další experimenty," řekl se o chystaném výzkumu Ettrich.