Молекулярная карта показывает, как отключить опасное биооружие: 3D загадка показывает, где бактерия могла бы быть остановлена

Несколько лет спустя, советский перебежчик утверждал, что его страна развязала их магазины F. tularensis на немецких солдатах, ослабив их незадолго до основной Сталинградской битвы. Другие полагают, что вспышка на немецко-советском фронте была более вероятно распространена крысами, не русскими.

Все же никто не оспаривал возможность бактерий причинить вред.Центры Борьбы с болезнями оценивают туляремию как один из шести большинство относительно биотеррористических агентов, вместе с сибирской язвой, ботулизмом, чумой, оспой и вирусной геморрагической лихорадкой. И российские запасы его, вероятно, остаются.Американские ученые, учащиеся F. tularensis недавно, планировали сложную молекулярную схему, которая позволяет бактерии стать опасной.

Карта показывает уникальную особенность бактерий, которые могли стать целью будущей разработки лекарственного средства.Исследование появилось рано сентябрь 1 онлайн и будет в журнале Genes & Development 13 сентября 2017.«Теперь у нас есть координаты для остановки одного из большинства возбудителей инфекции, известных человеку.

При наличии всех этих частей и понимания, как они совмещаются, мы можем проектировать новые наркотики, которые могут закрыть ядовитость», сказала Мария А. Шумахер, доктор философии, главный автор исследования и профессор Нэнэлайна Х. Дюка Биохимии в Медицинской школе Университета Дюка.F. tularensis – исключительно выносливый организм, который может заразить множество хозяев, включая людей, кроликов и москитов, и может выжить в течение многих недель за один раз в мертвых и распадающихся корпусах. Это столь ядовитое, что человек только должен вдохнуть 10 микроскопических частиц бактерии, чтобы стать зараженным.

Русские и японцы, а также американцы и их союзники, все исследовали его потенциал как биологическое оружие во время Второй мировой войны.После войны русские продолжали развивать агента, ища мутации, которые могли сделать ее стойкой к антибиотикам и таким образом еще более смертельной. Всемирная организация здравоохранения с тех пор предположила, что 110 фунтов F. tularensis рассеянный по городу 5 миллионов человек вызвали бы приблизительно 250 000 случаев тяжелой болезни и 19 000 смертельных случаев.Несмотря на десятилетия пылкого исследования, факторы, которые делают эту бактерию таким образом патогенной, полностью все еще не поняты.

Недавно, группа генов звонила, «остров патогенности Francisella» появился, который важен для его ядовитости. В этом исследовании исследователи выполнили батарею структурных, биохимических и клеточных исследований, чтобы определить молекулярные факторы, которые включают и выключают эти гены патогенности.Они подозревали, что ощущающая напряжение молекула или «alarmone», названный ppGpp, могли бы играть роль.

Alarmones, как известно, отвечают на напряженные условия, способствуя выживанию и ядовитости у бактерий.Ведущий автор исследования и аспирант Герцога Бонни Дж.

Катберт, начатый, смотря на факторы, которые могли бы взаимодействовать с ppGpp, таким как точно названный островной генный регулятор патогенности белка или PigR, белок местоположения роста макрофага A или MglA и строгий белок голодания A или SspA. Катберт использовал технику, названную кристаллографией рентгена, чтобы произвести атомный уровень трехмерные структуры каждого из этих белков, и затем собрал их один за другим, как компоненты монтажной платы.Она нашла, что MglA и партнер SspA, чтобы сформировать белок с двумя частями, который содержит уникальный связывающий карман на его нижней стороне для ppGpp. Как только эта молекула связана, она принимает на работу PigR и впоследствии стабилизирует полимеразу РНК в эту область F. tularensis геном, создавая большой комплекс, который запирается на ДНК, чтобы щелкнуть на генах патогенности.

Исследователи тогда создали мутации, которые разрушили связывающий карман для ppGpp. Они нашли, что, когда alarmone не мог связать, патогенность не могла быть активирована.«Мы раскрыли полностью новый путь к управлению ядовитостью», сказал главный автор исследования Ричард Г. Брэннан, доктор философии, профессор Джеймса Б. Дюка Биохимии и Председатель Биохимии в Медицинской школе Университета Дюка и также советнике Катберта. «Если мы могли бы заблокировать этот связывающий карман, тогда мы могли бы остановить ядовитость в F. tularensis.

Это был бы новый способ бороться с этим бактерии, отключив его с наркотиками антиядовитости, а не убив его напрямую антибиотиками».