Naučnici su otkrili kratku viralnu RNK nazvanu PreS koju bakteriofagi koriste kao molekularni "prekidač" za kontrolu bakterijske ekspresije gena. PreS razmotava mRNK koja kodira protein DnaN, što ubrzava replikaciju virusne DNK i povećava efikasnost infekcije. Uklanjanje ili promena PreS usporava fag i odlaže litičku fazu. Otkriće otvara nove mogućnosti za razvoj pametnijih fag-terapija i primene u sintetičkoj biologiji.
Otkriven viralni „prekidač“ PreS koji bi mogao pomoći u borbi protiv otpornosti na antibiotike
A microscope. (photo credit: Itzik Bellenitzki/TPS)
Naučnici iz Izraela i SAD otkrili su malu viralnu RNK koja deluje kao molekularni „prekidač“ i time pruža novi uvid u to kako bakteriofagi preuzimaju kontrolu nad bakterijama. Otkriće bi moglo da ubrza razvoj pametnijih fag-terapija protiv infekcija otpornim na antibiotike.
Šta su istraživači otkrili?
Tim sa Hebrejskog univerziteta u Jerusalimu, predvođen dr Sahar Melamed, u saradnji sa profesorom Ido Golding (University of Illinois Urbana-Champaign), identifikovao je kratku viralnu RNK nazvanu PreS. Za razliku od većine ranijih radova koji su se fokusirali na virusne proteine, ovaj rad pokazuje da i mala RNK može direktno modulirati bakterijsku ekspresiju gena.
Mehanizam delovanja
PreS cilja specifične bakterijske glasničke RNK (mRNK). Jedan od ključnih meta-molekula je mRNK koja kodira protein DnaN, neophodan za replikaciju DNK. PreS se vezuje za segment mRNK koji je inače strukturisan, razmotava ga i čini ga pristupačnijim za translacioni aparat bakterije. Kao rezultat nastaje više DnaN proteina, viralna DNK se replikira brže, a infekcija postaje efikasnija.
All yogurt contains live bacteria as part of the fermentation process (credit: SHUTTERSTOCK)
Kada je PreS uklonjen ili je mesto za vezivanje izmenjeno, fag postaje slabiji: razmnožavanje je sporije, a litička (razarajuća) faza infekcije je odložena.
„Ovaj mehanizam ranije nije viđen kod fagova. Pokazuje da i najmanje virusne molekule mogu igrati odlučujuću ulogu u infekciji,“ rekao je Aviezer Silverman, jedan od autora studije.
Značaj i potencijalne primene
Otkrivanje da je PreS visoko konzerviran među srodnim virusima sugeriše da mnogi fagovi mogu posedovati slične RNK-regulatore. Razumevanje takvih mehanizama je važno ne samo za osnovnu biologiju, već i za razvoj primena:
- fag-terapija kao ciljna alternativa antibioticima za lečenje multirezistentnih infekcija,
- inženjering „pametnih“ fagova koji su bezbedniji i predvidljiviji,
- primene u sintetičkoj biologiji: kontrola mikrobioma, upravljanje biofilmovima i industrijski procesi.
Ograničenja i perspektive
Iako su rezultati uzbudljivi, istraživanje je još u ranoj fazi. Primena u kliničkim terapijama zahteva dodatne prekliničke i bezbednosne studije kako bi se potvrdila efikasnost i izbegli neželjeni efekti. Ipak, rad otvara novu liniju istraživanja u RNA-mehanizmima fagova.
Autori i objava: Rad su vodili dr Sahar Melamed i tim sa Hebrejskog univerziteta u Jerusalimu uz saradnju prof. Ido Goldinga. Studija je objavljena u recenziranom časopisu Molecular Cell.
Pomozite nam da budemo bolji.
