Бактерии часто сталкиваются с резкими условиями окружающей среды: болезнетворные микроорганизмы, например, должны противостоять кислотности в животе. Определенный ответ напряжения может помочь им пережить такие напряженные условия.
В то же время ответ на определенный фактор напряжения может также защитить бактерию от другого фактора напряжения; это известно как поперечная защита. В их исследовании занимаются расследованиями первая студентка автора и доктора философии Карин Митош и коллеги, может ли ответ напряжения на антибиотики также обеспечить такую поперечную защиту.
Антибиотики, т.е. наркотики, которые убивают бактерии или тормозят их рост, могут также активировать гены ответа напряжения. До сих пор было неясно, может ли этот ответ напряжения также защитить бактерии от других экологических влияний. Чтобы исследовать этот вопрос, исследователи выставили кишечную палочку бактерии низким концентрациям четырех различных антибиотиков.
В то же время они имели размеры, как транскрипция изменяется через весь геном бактерии в ответ на антибиотики. Транскрипция – копирование ДНК в mRNA, который в свою очередь предоставляет инструкции для производства белка.Один из исследованных антибиотиков, триметоприм (TMP), вызывает быстрый кислотный ответ напряжения, который является очень переменным от одной бактериальной клетки до другого.
Те бактериальные клетки с сильным ответом напряжения лучше защищены от последующего кислотного нападения. Когда исследователи подвергли бактериальное население воздействию чрезвычайно кислого раствора соляной кислоты, бактерии умерли быстро: их выживание измерено как ‘период полураспада’ – подобный распаду радиоактивных материалов – и составляет только приблизительно 30 минут. Когда исследователи разместили бактериальное население в решение, содержащее низкие концентрации TMP сначала, и только позже в раствор соляной кислоты, период полураспада утраивается к более чем 100 минутам.Митош и коллеги объяснили биохимический механизм, на котором базируется эта поперечная защита.
TMP приводит к истощению нуклеотидов аденина, важному стандартному блоку ДНК и энергоносителя в клетке. Это истощение в свою очередь вызывает кислотный ответ напряжения. Карин Митош объясняет важность их результатов: «Мы предлагаем путь, как найти поперечную защиту между антибиотиками и другими факторами напряжения.
Это важно, поскольку наше исследование дает пример для того, как антибиотики могут влиять на возможности выживания бактерий в различных условиях окружающей среды. Если мы понимаем, какие поперечные меры защиты существует, предназначенные стратегии могут быть разработаны, которые увеличивают эффект антибиотиков в лечении болезней».