Češi pomáhají pochopit, jak bakterie vzdorují antibiotikům

Bakterie se dovedou měnícímu se prostředí přizpůsobovat mnohem rychleji než ostatní organismy. Vděčí za to mimo jiné své schopnosti vypůjčit si cizí genetickou informaci a využívat ji pro své potřeby. Tato flexibilita jim umožňuje rychle získat odolnost vůči antibiotikům. Čeští vědci nyní popsali fungování jedné ze zbraní, které bakterie v boji s antibiotiky využívají.

Tým přírodovědců z Akademického a univerzitního centra Nové Hrady se zaměřil na studium takzvaných restrikčních enzymů. Ty dovedou štěpit řetězce DNA a bakteriím slouží především jako obrana před cizorodou genetickou informací, například před útokem virů. Ale ne každá cizí DNA skončí "v odpadkovém koši". Bakterie se naučily zabudovat užitečné geny do vlastní genetické informace. I při tom jim pomáhají restrikční enzymy.

Dosud nebylo přesně známo, jakým způsobem tyto enzymy pracují. "Především nebyl znám motor, který táhne DNA dovnitř proteinového komplexu, kde může být zpracována. Nebylo také známo, jak enzym dvoušroubovici DNA štěpí," vysvětluje vedoucí týmu, docent Rudiger Ettrich.

Klíč k pochopení: prostorová struktura

Českým vědcům se nyní podařilo motorovou podjednotku restrikčního enzymu izolovat v takovém množství, aby z ní mohli připravit krystaly. Ty následně prozkoumali pomocí krystalografických metod, a určili tak prostorové uspořádání bílkoviny, která podjednotku tvoří. Znalost tvaru bílkoviny je přitom klíčová pro pochopení mechanismu, jakým v buňce působí. (Podobná metoda například v roce 1953 umožnila odhalit strukturu DNA a odstartovat revoluci v genetice a v medicíně.)

Akademické a univerzitní centrum

AUC Nové Hrady společně tvoří pracoviště Ústavu systémové biologie a ekologie Akademie věd ČR a Ústavu fyzikální biologie Jihočeské univerzity. Zabývá se základním a aplikovaným výzkumem na rozhraní biologie, chemie, fyziky a matematiky.

Strukturu zkoumané podjednotky čeští vědci určili s neuvěřitelnou přesností 0,26 nanometru (miliontiny milimetru). Nyní tedy bude možno mnohem efektivněji ovlivňovat působení restrikčních enzymů. Další výzkum může vést až k objevu látek, které bakteriím znemožní, aby si vytvořily rezistenci vůči antibiotikům.

Docent Ettrich o úspěchu svého týmu v červenci přednášel na výroční konferenci Proteinové společnosti v americkém San Diegu. Už samotná pozvánka k přednášce je mimořádným oceněním významu práce celého týmu. Studie detailně popisující zmíněný objev nyní čeká na otištění v odborném časopise.

Foto: Profimedia, Wikimedia Commons