02:00 
Во время инфекции патогены должны быстро адаптироваться к условиям, чтобы процветать внутри организма. Исследовательская группа из Базельского университета (Швейцария) обнаружила, как ключевой белок включает механизм, который позволяет патогенам Leptospira выживать и вызывать заболевания. Полученные данные дают новое представление о том, как патогены регулируют свою вирулентность, и могут открыть новые возможности для терапевтических вмешательств.
С конца 20-го века наблюдается рост заболеваний, передающихся от животных к человеку, так называемых зоонозов. Одним из них является лептоспироз, инфекционное заболевание, которое становится все более распространенным из-за изменения климата. Лептоспироз ежегодно вызывает около миллиона тяжелых случаев во всем мире, и, по оценкам, от него умирают 60 000 человек. Это заболевание представляет собой серьезную проблему общественного здравоохранения в регионах с ограниченными ресурсами, и даже в Швейцарии были зарегистрированы случаи заболевания.
Заболевание вызывается патогенными бактериями Leptospira . Больные заражаются при контакте с зараженной водой или почвой. Если не начать своевременное лечение антибиотиками, инфекция может привести к недостаточности органов. Попадая в организм человека, бактерия включает факторы вирулентности, что позволяет ей выжить и персистировать в организме. Этот процесс контролируется белком LvrB: при активации он превращает бактерию из безвредной в вредную.
Переключается из неактивного состояния в активное
До сих пор было неясно, как именно действует этот белок-переключатель LvrB. В недавнем исследовании Nature Communications команда профессора Себастьяна Хиллера из Биоцентра Базельского университета выяснила трехмерную структуру и способ действия белка.
Теперь мы понимаем на атомном уровне, как работает молекулярный переключатель и как он активируется. Что еще более важно, мы раскрыли общий механизм активации этого ключевого класса белков. Наши результаты помогут ученым разработать лекарства, которые отключают LvrB, не давая патогену стать вирулентным».
Профессор Себастьян Хиллер, Базельский университет
Заблокирован и выключен
LvrB является частью коммуникационной системы, которая регулирует активность сотен генов, связанных с бактериальной вирулентностью – другими словами, способностью патогена вызывать заболевание. «В выключенном состоянии LvrB заперт в симметричной и неактивной конформации, поэтому не может активировать факторы вирулентности», — объясняет Элия Агустони, первый автор исследования. «Это «выключенное» положение не позволяет бактерии производить факторы вирулентности без необходимости, например, когда она находится вне организма».
Активные и вирулентные
Сигналы хозяина активируют сигнальный каскад, который приводит к химическим модификациям LvrB, что приводит к «Конформационные изменения в LvrB нарушают его симметрию, тем самым активируя белок», — говорит Агустони. В своем «включенном» состоянии LvrB может передавать сигнал своему партнерскому белку, который также был идентифицирован исследователями. Вместе они активируют гены вирулентности, которые позволяют Leptospira распространяться в организме.
Последствия для других инфекционных заболеваний
Исследователи предполагают, что вмешательство в структурные изменения LvrB, которые удерживают его в неактивном состоянии, может стать многообещающей стратегией для ослабления вирулентности патогенов и, таким образом, предотвращения инфекций.
Помимо значимости этих механистических данных для лептоспироза, эти механистические открытия дают основу для понимания широкого класса связанных сигнальных систем, обнаруженных у бактерий. Многие из них относятся к патогенам, поражающим людей, животных и растения. за открытие множества неизученных клеточных процессов и будет способствовать разработке новых антибиотиков, а также агрохимикатов», — подчеркивает Хиллер.
