Odată cu dezvoltarea bacteriilor rezistente la antibiotice, oamenii de știință au căutat modalități de a opri sistemul de secreție de tip IV (T4SS), un complex proteic de pe învelișul extern al celulelor bacteriene, care le ajută să facă schimb de ADN cu bacteriile învecinate și să devină rezistente la antibiotice.

Colaborarea unei echipe internaționale a reușit să elucideze structura complexului T4SS, oferind un model care ar putea ajuta cercetătorii să proiecteze medicamente care încetinesc dezvoltarea rezistenței la antibiotice. Descoperirile lor au fost publicate în Revista Nature.

„Pentru prima dată, am determinat structura 3D a întregului complex T4SS”, a spus dr. Qian Cong, de la Universitatea Texas Southwestern Medical Center.

Echipa din Londra a fost condusă de dr. Gabriel Waksman, al cărui laborator lucrează de mai bine de două decenii pentru a înțelege T4SS, în special modul în care se formează structura numită pilus, care se leagă de bacteriile din apropiere pentru a realiza mutația genelor. Pentru acest proiect, echipa a folosit microscopia crio-electronică (crio-EM) – un proces care îngheață proteinele și folosește fascicule de electroni pentru a obține imagini microscopice de înaltă rezoluție – pentru a elucida structura T4SS.

Dr. Cong a folosit apoi noțiuni din statistică și algoritmi bazați pe învățare automata (machine learning) pentru a analiza secvențele de proteine ​​T4SS de la mai multe bacteri, astfel încât să poată genera predicții structurale, care au fost comparate cu datele crio-EM. Analiza computațională a susținut datele crio-EM și a sugerat o ipoteză despre funcția T4SS. Chiar dacă se știa deja că sistemul T4SS este implicat în asamblarea pilusului, analiza a reușit să explice cum se întâmplă acest lucru. Astfel, echipa a fost capabilă să realizeze mutații specifice să valideze ipoteza.

„Pe lângă contribuția pe care am adus-o la dezvoltarea medicamentelor pentru a încetini răspândirea genelor de rezistență la antibiotice, acest studiu prezintă capacitatea metodelor moderne de calcul de a valida rezultatele experimentale și de a sugera perspective funcționale, dincolo de datele experimentale disponibile”, a spus dr. Cong.

 

Sursă foto: www.utsouthwestern.edu

Sursă: www.sciencedaily.com