23:00 
Исследователи Индийского института науки (IISc) совместно с сотрудниками Института математических наук (IMSc) обнаружили, как ключевой белок туберкулезной бактерии помогает защитить ее от влияния чужеродной ДНК, встроенной в ее геном. Понимание того, как функционирует этот белок, называемый Lsr2, может помочь в разработке лекарств, нацеленных на него, тем самым помогая в борьбе с туберкулезом.
"Этот белок интересно изучать, поскольку он контролирует большой набор генов в бактериях", - говорит Махипал Ганджи, доцент кафедры биохимии IISc и автор исследования.
Ученые ранее показали, что Lsr2 имеет решающее значение для Mycobacterium туберкулез (Mtb) для заражения других организмов.
В текущем исследовании команда обнаружила, что этот белок подавляет участки ДНК Mtb, которые содержат генетический материал, который чужеродные организмы, такие как вирусы, могли внедрить в его геном. Когда клетка вырабатывает белки, кодируемые чужеродной ДНК, это может мешать ее собственному функционированию. Таким образом, для клетки крайне важно идентифицировать и остановить экспрессию этих генов.
Белки обычно регулируют экспрессию ДНК путем связывания с определенными последовательностями оснований (аденин, гуанин, тимин или цитозин) в геноме и не позволяют клеточному механизму «считывать» ДНК для производства белка.
Команда обнаружила, что Lsr2 связывается с большими областями ДНК, богатыми основаниями аденина. (А) и тимин (Т). Любопытно, что если белков Lsr2 находится достаточно близко друг к другу, они начинают слипаться. Это скопление или конденсация препятствует чтению и транскрипции участков ДНК. Это уникальный механизм, который Lsr2 использует для блокирования выработки белков, которые могут нанести вред бактериям.
Мы никогда не ожидали, что белок будет образовывать конденсаты. Сначала мы проводили эксперименты с отдельными молекулами и увидели намеки на то, что, возможно, он формирует эти конденсаты, а затем продолжили исследования».
Махипал Ганджи, доцент кафедры биохимии IISc
Команда использовала комбинацию изображений одиночных молекул, компьютерного моделирования и микроскопии для визуализации отдельных клеток Mtb, чтобы собрать воедино точный механизм работы этого белка. Они создали несколько длинных нитей ДНК с различными концентрациями Один из методов, использованных в исследовании, позволяет визуализировать отдельные нити ДНК, растягивая их на куске стекла. Этот метод был разработан Ганджи во время его работы в качестве научного сотрудника в Техническом университете Делфта в Нидерландах. «В настоящее время очень немногие лаборатории во всем мире используют этот метод», - объясняет он.
Используя эти методы, они определили, какие части белка Lsr2 конкретно участвуют в их формировании. Они обнаружили, что одна область белка имеет решающее значение для формирования связей с другими белковыми молекулами, в то время как другая область позволяет ему прикрепляться к сегменту ДНК.
Пракши Гаур, аспирант лаборатории Ганджи и один из ведущих авторов, говорит: «Геном Mtb очень богат GC (гуанином и цитозином). Чужеродный ген… имеет высокое содержание АТ (аденина и тимина), поэтому этот белок заставляет молчать эти участки ДНК».
«Если мы сможем разработать некоторые белки, нацеленные на эти области, мы сможем остановить образование этих конденсатов Lsr2», — добавляет Теджас Сатиш, бывший студент магистратуры и еще один ведущий автор. Это может быть возможным подходом к разработке мер, которые не позволят этой бактерии заразить своих хозяев.
Сейчас команда работает изучение механизма, с помощью которого эти конденсаты останавливают транскрипцию генома бактерии, а также того, как другие белки Mtb взаимодействуют с Lsr2 и регулируют его функционирование.
