12. ledna 2010 7:00 Lidovky.cz > Relax > Věda

Pohyb nebezpečné bakterie řídí jediný atom vápníku

"Centrálním ovladačem" bakterie je jediný atom vápníku (znázorněn azurově) | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy "Centrálním ovladačem" bakterie je jediný atom vápníku (znázorněn azurově) | foto: University of North Carolina School of MedicineReprofoto

Objev amerických vědců nabízí možnost ovlivnit proces, během něhož bakterie napadá organismus hostitele. Vědci věří, že nová zjištění povedou k vývoji nových léků zastavujících infekci.

Mikrobi jsou nečekaně pohybliví. V kapalném prostředí dokáží za sekundu urazit vzdálenost odpovídající desetinásobku délky jejich těla. Pohyb vpřed jim umožňuje "orgán" tvaru šroubovice zvaný bakteriální bičík. Jeho průměr bývá 15-20 nanometrů, ovšem délka je až o tři řády větší. Stavba bičíku je u všech druhů mikrobů velmi podobná.

Pilusem sem, pilusem tam
Bakterie mají ještě další "chapadélka" vně vlastní buňky. Jsou jimi vláskovité struktury zvané pilusy. Ty jsou menší než bičík, mají průměr 3 až 8 nanometrů. Některé slouží k ukotvení na povrchu sliznic, další, tzv. sexuální pilusy, zprostředkovávají výměnu genetické informace s jinými bakteriemi. 

Další umožňují pohyb po pevném povrchu. Ty se označují jako pilusy čtvrtého typu. Bez těmito výběžky zprostředkované mobility by mikroby nemohly způsobovat infekce.

Trik spočívá v přilnutí pilusu na pevný povrch a  následném prudkém stáhnutí zpět. To přitáhne celou buňku. Výsledný pohyb je trhaný.

Vědci z University of North Carolina zjistili, že "chůzi" bakterií po pevném povrchu řídí jediný atom. Přišli na to díky dekódování struktury bílkoviny zapojené do mechanismu umožňující pohyb bakterie druhu Pseudomonas aeruginosa.

Výzkumníkům se podařilo identifikovat bod, jehož ovlivnění mikroba dokáže paralyzovat. Oním bodem je jeden jediný atom vápníku (na obrázku označen modře). Práci, pod níž jsou jako hlavní autoři podepsáni biochemik Matthew Redinbo a mikrobiolog Matthew C. Wolfgang (oba z University of North Carolina) publikoval uznávaný vědecký časopis Proceedings of the National Academy of Sciences.

Dvojnásobně paralyzovaný škůdce
Funkci motoru bakterií zastávají enzymy označované jako ATPáza. Různé varianty zajišťují vysunutí a smrštění pilusů IV typu. Wolfgang a Redinbo se pokusili zjistit, jaký mechanismus tyto pohyby koordinuje.

O bakterii Pseudomonas aeruginosa mikrobiologové vědí, že k vytvoření pilusů potřebuje protein PilY1. Wolfgang a Redinbo při analýze struktury PilY1 odhalili klíčovou roli navázaného atomu vápníku. Když zajistili, aby se nemohl enzym vázat s vápníkem, pilusy (tedy "nohy" bakterie) se vůbec nevytvořily. V jiné konfiguraci sice vnější pohybová vlákénka vznikla , ale pilusy nebyly schopné po přilnutí k povrchu  zpět. Buňka tak byla opět pohybu neschopná.

Pseudomonas aeruginosa je zákeřný mikrob často se vyskytující v nemocničním prostředí, zvláště na jednotkách intenzivní péče čí novorozeneckých odděleních. Kontaminuje mapříklad dýchací přístroje. Manipulace s jediným atomem uhlíku v proteinu PilY1 tuto bakterii paralyzuje do té míry, že nedokáže z plicní tkáně přejít do krevního oběhu. Díky tomu se potenciálně smrtící infekce nemůže rozvinout.

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!