Bacteriën zijn volmaakte overlevers. Ze worden daarbij geholpen door hun vermogen om DNA uit hun omgeving op te nemen, waardoor ze voortdurend nieuwe eigenschappen kunnen verwerven. Onderzoekers van het Max Planck Institute of Biophysics en de Goethe Universiteit in Frankfurt hebben nu nieuwe inzichten gekregen in hoe bacteriën DNA precies importeren.

De opname van vreemd genetisch materiaal uit de omgeving is een veelvoorkomende truc die door bacteriën wordt gebruikt om hun overleving te verzekeren. Bijvoorbeeld, bacteriën kunnen resistent worden tegen stoffen die ze anders zouden doden. Op deze manier, weerstand wordt doorgegeven van cel tot cel. Het is lang een mysterie geweest hoe een bacteriële cel een molecuul kan importeren dat zo complex is als DNA. Het onderzoeksteam van Frankfurt heeft nu een doorbraak bereikt in het beantwoorden van die vraag.

"We hebben de eerste inzichten gekregen in een deel van een multi-eiwit DNA-bindende machine. De machine trekt DNA door de buitenste cellagen, scheidt het in twee enkele strengen en assimileert een van hen, Beate Averhoff legt uit. Werken met een cryo-elektronenmicroscoop met een resolutie van zeven angstrom, ze heeft de driedimensionale structuur van deze machine opgehelderd, bekend als een secretinecomplex, in samenwerking met onderzoeksgroepen onder leiding van Werner Kühlbrandt en Gerhard Hummer.

Ze ontdekten dat het complex als een geweer uit de celwand steekt en een nieuw ontdekte "kroon" draagt. Genetische studies hebben aangetoond dat de kroon niet wordt gevormd door het secretine-eiwit zelf. Echter, mutaties in de wapenachtige structuur zorgen ervoor dat de kroon desintegreert, zodat de bacteriecel geen DNA meer kan opnemen. "In de kroon hebben we misschien een cruciale schakelaar ontdekt voor de herkenning en binding van DNA, ", zegt Edoardo D'Imprima van de afdeling structurele biologie van het Max Planck-instituut in Frankfurt.

De onderzoekers willen nu het eiwit identificeren dat de kroon vormt. "Ons werk helpt ons basisbegrip van DNA-overdracht te verbeteren. Maar, natuurlijk, we willen ook doelstructuren identificeren die DNA-overdracht kunnen remmen en, bijvoorbeeld, de verspreiding van antibioticaresistentie tegengaan, ' zegt D'Imprima.