В лаборатории структурной биологии Казанского федерального университета 10 молодых физиков и биологов успешно решают задачи, которые обычно ставят перед целыми институтами. Здесь впервые в мире создали 3D-модель, которая позволила понять, как ведёт себя каждый атом золотистого стафилококка, и выяснили, в чём секрет его устойчивости к антибиотикам.
Вычислить патоген
Совместно с коллегами из Франции они впервые создали трёхмерные модели главных компонентов клетки грамположительной патогенной бактерии, чтобы помочь создать препарат точечного действия сначала против золотистого стафилококка, а затем по такому же принципу против других его «братьев». Работа эта оказалась настолько важной, что под неё создали современную лабораторию. Учёных уже на первых порах поддержали сразу два крупных грантодателя – Российский научный фонд и Российский фонд фундаментальных исследований.
«Внутри клетки работает молекулярная машина, которая синтезирует белки, управляющие всеми процессами в жизни организма, - рассказывает доцент кафедры медицинской физики и старший научный сотрудник лаборатории структурной биологии КФУ Константин Усачёв. У руля этой машины - рибосома. Она считывает информацию, закодированную в нуклеиновых кислотах нашего ДНК и синтезирует белки. Цель 40% всех антибиотиков – остановить работу рибосомы, а с ней и синтез белка, чтобы клетка погибла.
Но проблема в том, что антибиотики пока не видят разницы между рибосомами патогенных бактерий и рибосомами здоровых клеток человека, так что убивают и те и другие. Вот мы и решили показать эту разницу с помощью физических методов, в том числе ядерного магнитного резонанса, который в своё время открыли в Казанском университете».
Методы разные, но все они позволяют построить 3D-модель рибосомы бактерии, чтобы сыграть на её отличии от клетки человека при разработке новейшего препарата. Ведь антибиотик обычно создают буквально по образу и подобию участка рибосомы, куда встраивается транспортная РНК. Последняя как раз и несёт с собой сырьё для синтеза белка, дающего жизнь клетке. Если этот участок займёт лекарство, то транспортная РНК туда не пройдёт, белок перестанет расти и бактерия погибнет.
Перехитрить бактерию
Стоит физикам обнаружить отличия рибосомы бактерии, как за дело возьмутся молекулярные биологи, а от них эстафету примут химики. Они создадут химические вещества, которые будут как ключ к замку подходить к рибосомам патогенных клеток. Это один из основных путей создания новых антибиотиков, но в случае с золотистым стафилококком всё оказалось не так просто.

В лаборатории структурной биологии КФУ выяснили, что за создание этих пар отвечает так называемый белок стресса. За счёт них и получается жёсткая сцепка пары. И парадокс в том, что в стрессовые условия клетка бактерии попадает именно с появлением антибиотика, то есть лекарство само провоцирует защитную реакцию у рибосомы.
«За 1,5 года мы завершили два этапа исследований – определи структуру рибосом золотистого стафиллокока и их пар, - отмечает Константин Усачёв. - В этой работе нам помогали биохимики, которые синтезировали объекты исследований. Впереди третий этап – нужно понять, какое вещество не даст хитрым рибосомам впадать в спячку парами. Если прикрыть хотя бы один конец белка каким-то «колпаком», то они не смогут сцепиться, и антибиотик нанесёт точный удар по одиночным рибосомам. В поиске нужного блокирующего вещества мы рассчитываем на помощь химиков из научно-образовательного центра фармацевтики КФУ. В случае успеха работы можно будет провести доклинические и клинические испытания в университетской клинике. На выходе мы получим два лекарства – первое заблокирует защитную реакцию золотистого стафилококка, а второе убьёт его».
Кстати, результаты работы казанских учёных, которые физическими методами впервые в мире определили структуру как самих рибосом золотистого стафилококка, так и их димеров, опубликовали престижные международные журналы.
Правила комментирования
Эти несложные правила помогут Вам получать удовольствие от общения на нашем сайте!
Для того, чтобы посещение нашего сайта и впредь оставалось для Вас приятным, просим неукоснительно соблюдать правила для комментариев:
Сообщение не должно содержать более 2500 знаков (с пробелами)
Языком общения на сайте АиФ является русский язык. В обсуждении Вы можете использовать другие языки, только если уверены, что читатели смогут Вас правильно понять.
В комментариях запрещаются выражения, содержащие ненормативную лексику, унижающие человеческое достоинство, разжигающие межнациональную рознь.
Запрещаются спам, а также реклама любых товаров и услуг, иных ресурсов, СМИ или событий, не относящихся к контексту обсуждения статьи.
Не приветствуются сообщения, не относящиеся к содержанию статьи или к контексту обсуждения.
Давайте будем уважать друг друга и сайт, на который Вы и другие читатели приходят пообщаться и высказать свои мысли. Администрация сайта оставляет за собой право удалять комментарии или часть комментариев, если они не соответствуют данным требованиям.
Редакция оставляет за собой право публикации отдельных комментариев в бумажной версии издания или в виде отдельной статьи на сайте www.aif.ru.
Если у Вас есть вопрос или предложение, отправьте сообщение для администрации сайта.
Закрыть