Nedbrytning av cellvägg nyckel vid spridning av resistens
En studie vid Umeå universitet ger nya ledtrådar i förståelsen kring hur antibiotikaresistens sprids. Studien visar hur ett enzym bryter ned bakteriens skyddande yttre lager, cellväggen, och därmed underlättar överföringen av gener för bland annat resistens mot antibiotika.
– Man kan säga att vi lägger till en pusselbit till förståelsen av hur antibiotikaresistens sprids mellan bakterier, säger Ronnie Berntsson, docent vid Umeå universitet och en av författarna bakom studien.
Umeåforskarna har studerat Enterococcus faecalis som är en bakterie som ofta orsakar sjukhusinfektioner, där i många fall behandling med antibiotika inte längre biter eftersom bakterierna har utvecklat resistens. Dessa bakterier kan dessutom sprida resistensen vidare via så kallade typ4-sekretionssystem, T4SS. Det är ett slags proteinkomplex som fungerar som en kopieringsapparat, vilket gör att egenskaper i form av genetiskt material kan spridas till andra bakterier. Resistens mot antibiotika är en sådan egenskap som kan flyttas mellan bakterier med hjälp av T4SS.
En viktig del i T4SS är enzymet PrgK. Det bryter ned bakteriens cellvägg och underlättar därmed överföringen av egenskaper mellan bakterier. Detta enzym har tre delar eller domäner, LytM, SLT och CHAP.
PrgK fungerar som en sax som klipper i bakteriens cellvägg. I motsats till vad forskarna tidigare trott, visade det sig att enbart SLT domänen var aktiv, men på ett annat sätt än vad som var förväntat. De andra två domänerna visade sig istället ha en viktig roll i regleringen av enzymet. Forskarna identifierade också att ett annat T4SS-protein, PrgL, binder till PrgK och ser till att det hamnar på rätt ställe i proteinmaskineriet.
– Fynden är viktiga för fortsatt forskning om hur man ska kunna motverka att T4SS för över egenskaper som resistens mot antibiotika till andra bakterier, säger Josy ter Beek, forskare vid Umeå universitet.
Studien har genomförts genom en kombination av biokemiska analyser av proteinet kopplat till funktionella studier in vivo, samt kompletterat med strukturella studier av PrgK med hjälp av både röntgenkristallografi samt AlphaFold modellering.
Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften mBio.
Om den vetenskapliga publiceringen
Breaking Barriers: pCF10 Type 4 Secretion System relies on a self-regulating muramidase to modulate the cell wall
Wei-Sheng Sun, Gabriel Torrens, Josy ter Beek, Felipe Cava, Ronnie P-A Berntsson
https://doi.org/10.1128/mbio.00488-24
För mer information, kontakta gärna
Ronnie Berntsson
Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, Umeå universitet
Telefon: 090-786 52 35
E-post: ronnie.berntsson@umu.se
Josy ter Beek
Institutionen för Medicinsk kemi och biofysik, Umeå universitet
Telefon: 073-705 56 30
E-post: josy.beek@umu.se
