Бактерии не просто мутируют — они перекраивают собственные гены. Ученые выяснили, как из этого рождаются десятки вариантов токсинов и потенциальные кандидаты для новых лекарств.
Бактерии умеют создавать сложные химические соединения, которые помогают им бороться с конкурентами и совершенствовать механизмы атаки на организмы-мишени. Некоторые из этих веществ впоследствии становятся основой лекарств, прежде всего антибиотиков. Ученые выяснили, как микроорганизмам удается разнообразить «химическое оружие» и почему эволюция не всегда идет по пути максимальной эффективности.
Исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution. Команда под руководством Хельге Боде из Института наземной микробиологии Общества Макса Планка и Георга Хохберга из Марбургского университета изучила GameX-пептиды (GXP) — инсектицидные соединения, которые производят бактерии Xenorhabdus и Photorhabdus.
Эти микроорганизмы участвуют в замысловатой трехсторонней паразитической схеме. Они изначально живут в кишечнике нематод, которые заражают личинок насекомых. После проникновения паразитических червей в организм жертвы бактерии высвобождаются и помогают ее уничтожить с помощью токсичных пептидов. Но насекомые способны приобретать устойчивость, поэтому бактериальное оружие тоже меняется.
В основе производства пептидов лежат крупные ферментные комплексы — нерибосомальные пептидсинтетазы. Их можно представить как молекулярный конвейер: отдельные модули последовательно добавляют аминокислоты, собирая готовое соединение. При этом эволюция таких комплексов отличается от привычных изменений отдельных участков ДНК: они могут обмениваться целыми фрагментами генов, создавая новые комбинации модулей.
Источник: hi-tech.mail.ru