Onderzoekers hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de kleine moleculen die bacteriën in hun omgeving waarnemen te detecteren en identificeren, een prestatie die het ontwerp van nieuwe antibiotica kan informeren en een dieper inzicht kan verschaffen in de manier waarop bacteriën communiceren.

Bacteriën gebruiken verschillende receptoren om kleine moleculen in hun omgeving te detecteren en erop te reageren, waaronder voedingsstoffen, toxines en signaalmoleculen. Deze receptoren, bekend als chemoreceptoren, bevinden zich doorgaans op het oppervlak van de cel en zijn verantwoordelijk voor het initiëren van een cascade van intracellulaire gebeurtenissen die tot een specifieke reactie leiden.

De nieuwe methode, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, omvat het gebruik van een genetisch gemodificeerde stam van E. coli-bacteriën die is ontworpen om een ​​fluorescerend eiwit te produceren wanneer het een specifiek klein molecuul detecteert. De onderzoekers stellen de bacteriën vervolgens bloot aan een bibliotheek van kleine moleculen en meten de fluorescentie-output om die moleculen te identificeren die door de bacteriën worden waargenomen.

De onderzoekers gebruikten deze methode om de kleine moleculen te identificeren die werden waargenomen door twee verschillende chemoreceptoren, Tar en Tsr, die respectievelijk verantwoordelijk zijn voor het detecteren van aspartaat en serine. Ze ontdekten dat Tar een verscheidenheid aan aminozuren en carbonzuren waarneemt, terwijl Tsr een verscheidenheid aan suikers en alcoholen waarneemt.

De onderzoekers zijn van mening dat de nieuwe methode kan worden gebruikt om de kleine moleculen te identificeren die door een chemoreceptor worden waargenomen, wat een waardevol hulpmiddel oplevert voor het begrijpen van bacteriële communicatie en voor het ontwikkelen van nieuwe antibiotica. Antibiotica werken door zich te richten op specifieke moleculen die essentieel zijn voor de groei of voortplanting van bacteriën. Door de kleine moleculen te identificeren die bacteriën waarnemen, kunnen onderzoekers nieuwe antibiotica ontwikkelen die zich op deze moleculen richten en het vermogen van de bacterie om te communiceren en te groeien verstoren.

"Onze methode biedt een nieuwe aanpak voor het identificeren van de kleine moleculen die bacteriën in hun omgeving waarnemen, wat kan leiden tot een beter begrip van de bacteriële communicatie en de ontwikkeling van nieuwe antibiotica", aldus hoofdonderzoeker Dr. Adam Arkin.