Onderzoekers van de Northwestern Medicine hebben nieuwe regulerende mechanismen ontdekt die de overleving van bacteriën bevorderen, volgens bevindingen gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences .

De studie, geleid door M.-N. Frances Yap, Ph.D., universitair hoofddocent Microbiologie-Immunologie, legt ook de basis voor het identificeren van nieuwe therapeutische doelen voor de behandeling van bacteriële infecties.

Ribosoomwinterslaap is een mechanisme dat wordt uitgevoerd door bacteriën en andere organismen, waaronder eukaryoten, om op lange termijn te overleven. Hibernerende 100S-ribosomen in bacteriën bestaan ​​uit twee 70S-complexen die met elkaar zijn verbonden door een hibernation-promoting factor (HPF)-eiwit.

Dit 100S-complex heeft twee hoofddoelen:het voorkomen van de afbraak van eiwitbiosynthesemachines (ribosomen) en het besparen van energie in de cel door mRNA-translatie af te sluiten.

In de huidige studie gebruikte het team van Yap massaspectrometrie om eiwitinteracties te bestuderen in methicilline-resistente Staphylococcus aureus, een bacterie waarvan algemeen bekend is dat ze stafylokokbesmettingen veroorzaakt. Uit deze analyses bleek dat HPF een interactie aangaat met een voorheen niet-geïdentificeerde bindingspartner die zich buiten het ribosoom bevindt, een eiwit genaamd YwlG.

Bovendien, door de atomaire structuur van YwlG op te lossen, ontdekten ze dat dit eiwit betrokken is bij glutamaathydrogenase-activiteit, wat een essentiële metabole route is die nodig is voor het overleven van bacteriën.

"Onder normale omstandigheden is een fractie van het YwlG-eiwit aan de HPF gebonden. Door samen te binden, kan YwlG de glutamaathydrogenase-activiteit niet stimuleren en kan HPF niet aan het ribosoom binden, dus het is 'wederzijdse sekwestratie' van de twee eiwitten om de juiste hoeveelheid te verzekeren van 100S-complexen en cellulair glutamaatdehydrogenase worden geproduceerd," zei Yap.

De bevindingen wijzen op zowel HPF als YwlG als factoren die de bacteriële kolonisatie en de ernst van de infectie beïnvloeden. Het einddoel is volgens Yap om een ​​verbinding te identificeren die de vorming van deze complexen kan verstoren en op zijn beurt de overleving van bacteriën op de lange termijn kan remmen.

"Een belangrijk voordeel is dat eiwit vergelijkbaar met HPF of YwlG niet bestaat bij mensen, dus je zou een HPF- of YwlG-targeting antibacterieel middel kunnen ontwikkelen dat de bacteriegroei remt maar de gastheren niet schaadt," zei Yap. + Verder verkennen

Hibernerende ribosomen helpen bacteriën te overleven