Onderzoekers hebben ontdekt hoe een virus een tweeledige aanval tegen een enkel eiwit gebruikt om bacteriën te doden.

De internationale groep, geleid door wetenschappers van het MRC Centre for Molecular Bacteriology &Infection aan het Imperial College London, geloven dat hun werk uiteindelijk kan leiden tot nieuwe manieren om bacteriële infecties te bestrijden.

Het team deed de ontdekking tijdens het bestuderen van een type virus dat bekend staat als een T7-bacteriofaag, die E. coli infecteert, de bacterie die voedselvergiftiging kan veroorzaken.

Het virus, die honderden keren kleiner is dan een bacterie, richt zich selectief op E.coli, de biologische functies van de bacterie kapen om meer kopieën van zichzelf te maken.

Eerder, een groep onder leiding van professor Ramesh Wigneshweraraj van het Department of Medicine en Professor Steve Matthews van het Department of Life Sciences, ontdekte dat dit virus zijn bacteriële gastheer aanvalt door te interfereren met het vermogen van E.coli om zijn genen in te schakelen.

Ze toonden aan dat het virus een eiwit produceert dat Gp2 wordt genoemd en dat zich richt op een cruciaal enzym in de bacterie dat bekend staat als RNA-polymerase (RNAP).

Dit enzym wordt door bacteriën gebruikt om hun genetische code om te zetten in strengen RNA, nodig voor het maken van eiwitten.

RNAP is al een doelwit voor sommige antibiotica zoals rifamycinen, gebruikt voor de behandeling van tuberculose en lepra, die bacteriën doden door zich aan het enzym te binden en het vermogen ervan om RNA te maken te verstoren.

In de laatste studie, gepubliceerd in het tijdschrift Onderzoek naar nucleïnezuur , de internationale groep, waarbij onderzoekers uit de VS betrokken waren, Rusland en Israël, heeft aangetoond dat het virus ook een tweede eiwit gebruikt om zich op RNAP te richten – een tweeledige aanval vormend op hetzelfde doelwit in E.coli.

Verdubbelen

"Deze virussen zijn behoorlijk efficiënte moordenaars. Ze hebben geen middelen over, dus meestal zullen ze één eiwit ontwikkelen om één proces te doden, " verklaarde professor Wigneshweraraj. "Het nieuwe aan ons nieuwe onderzoek is dat we hebben ontdekt dat één virus twee totaal verschillende manieren heeft ontwikkeld om hetzelfde bacteriële doelwit aan te vallen."

De groep denkt dat het eerste eiwit (Gp2) alleen vrije vormen van het enzym kan remmen - niet actief DNA transcriberen - in de bacteriële cel tijdens de vroege stadia van infectie.

Echter, later in de aanval, er komt meer RNAP beschikbaar. Het virus produceert het tweede eiwit (Gp5.7) om de resterende enzymen aan te pakken en de klus te klaren, wat resulteert in een fijn afgestemd proces om de bacterie te doden.

Professor Wigneshweraraj zegt dat hoewel de studie fundamenteel onderzoek is en nog lang niet in de kliniek zal worden gebruikt, de farmaceutische industrie zou het onderzoek kunnen gebruiken om bestaande doelwitten in de bacteriecel opnieuw te bekijken voor interventie.

"Onze visie is dat we door het bestuderen van deze eiwitten echt nieuwe inspiratie kunnen krijgen om nieuwe manieren te vinden om bacteriële infecties te bestrijden. Als we de processen die virussen gebruiken, kunnen nabootsen, kunnen we misschien nieuwe vormen van behandeling creëren - tegen bewezen antibiotische doelwitten in bacteriën, " zei professor Wigneshweraraj.

De onderzoekers zeggen dat de volgende stap is om meer te focussen op hoe Gp5.7 bindt aan RNAP en om het exacte mechanisme uit te werken waarmee de virussen de bacteriën uitschakelen.