NovAliX француз фармацевтика компаниясе белән хезмәттәшлектә Россиядән, Германиядән һәм Франциядән галимнәр төркеме йогышлы авыруларның күп булуына сәбәп булып торучы алтын стафилококның тотрыклылыгы механизмын тапкан. Фәнни эш нәтиҗәләре Nature comunications журналында басылып чыккан. 

Германия һәм француз тикшеренүчеләре белән беррәттән, Казан федераль университетының Фундаменталь медицина һәм биология институтының “Структур биология” институты хезмәткәрләре арторлыгында язылган мәкаләдә стресс вакытында бактерия күзәнәкләренең яшәү механизмы тасвирланган, алар уңайсыз шартларны үткәрү өчен, энергияне сак тоту режимына күчә икән. Тикшеренүчеләр тарафыннан алынган мәгълүматлар стафилококк инфекциясен дәвалау өчен яңа нәтиҗәле антибиотиклар эзләүгә керешергә мөмкинлек бирәчәк.

Фундаменталь медицина һәм биология институтының «Структур биология» Фәнни-тикшеренү үзәге җитәкчесе, КФУ Физика институтының медицина физикасы кафедрасы доценты Константин Усачев безгә сөйләгәнчә, биш ел дәвамында КФУ, Штутгарт университетының микробиология институты (Германия) һәм генетика француз институты, молекуляр һәм күзәнәк биологиясе институты (IGBMC, Страсбург шәһәре, Франция) арасында хезмәттәшлек турында өч яклы килешү кысаларында, шулай ук Россия Фәннәр академиясе аксым институты белән берлектә алтын стафилококның синтезлау аппараты эшләвен тикшерәләр. 2016 елда коллектив беренче тапкыр югары сыйфатта алтын стафилококның рибосома структурасын ала һәм аның төзелешенең башка организмнар белән чагыштырганда аермасын күрсәтә алган.

Хәзер галимнәр патоген рибосомасы белән идарә итүче аксымнарны эзләү һәм өйрәнү белән мәшгуль. Моның өчен алар генетика, биохимия, молекуляр биология һәм биофизика методларын кулланалар.

«Рибосома күзәнәктәге иң эре рибонуклеин комплексы булып тора, ул зур һәм кече ике субъберәмлектән тора. Кече субъберәмлек генетик кодны уку өчен җавап бирә, ә зур субъберәмлекнең функциясе, үсә барган аксым чылбырында пептид бәйләнеш барлыкка килү реакциясенең узуын тәэмин итүдән гыйбарәт, — дип аңлата Константин Сергеевич. — Мәкаләдә без криоэлектрон микроскопия һәм рентген анализы ысуллары ярдәмендә алтын стафилококкны стресслардан  (антибиотиканы, югары температура, хуҗаның иммунитетын) саклаучы RsfS (Ribosome silencing factor S) аксымының рибосомасы белән бәйләнеш механизмын күрсәтә алдык. Стресс шартларында бу аксым функциональ рибосома формалашуга комачаулап, зур рибосома субъберәмлеге белән бәйләнә һәм кече субъберәмлеккә кушылырга ирек бирми».

Бу өлкәдә тикшеренүләрне галимнәр 5 ел элек башлаган. Озак вакыт аларга эш механизмының нечкәлекләрен аңлау өчен, RsfS аксымлы бактериаль рибосома комплексы структурасын югары дәрәҗәдә алуны хәл итә алмадылар.

«Лаборатория шартларында аксымнар табу өчен кулланыла торган организм — эчәк таякчыгы E.coli бактерияләре күзәнәкләренә бу аксымның югары токсиклыгы проблемаларның берсе булды. Эш шунда ки, алтын стафилококта аксымнар синтезын туктатучы RsfS аксымы бу процессны башка бактерияләрдә дә туктатырга сәләтле. Бу структуралы тикшеренүләр үткәрү өчен җитәрлек булмаган аксым үрнәген алуга китерде. Моннан тыш, үрнәк бик тотрыксыз һәм элементларның бер системага берләшүенә китергән. Ул вакытта безгә әлеге аксымны стафилококның рибосомасы структурасында бер үк вакытта аның мишене белән бергә — зур субъберәмлек составына керә торган L14 аксымы белән аерып алу идеясе килде. Ике компонентны бер үк вакытта аерып алсаң, эремәдә тотрыклы булачаклары ачыкланды. Без бу аксымнарның кристалларын алдык һәм структураны рентгеноструктур анализ ысулы ярдәмендә башта безнең лабораториядә булган яңа монокристаль дифрактометр ярдәмендә, ә аннары югары сыйфатлы Гренобльдагы ESRF синхротронында (Франция) таба алдык, — дип хәбәр итте безгә биолог.

Алга таба галимнәргә RsfS аксымының алтын стафилокок рибосомасы белән үзара тәэсир итешү процессының детальләрен өйрәнергә кирәк була. Моны криоэлектрон микроскопия методы ярдәмендә эшләргә мөмкин була.

«Кызганыч, бу метод белән структураларны югары сыйфатта хәл итәргә мөмкинлек бирүче микроскоп безнең карамакта юк иде, әмма безнең тикшеренүләр белән NovAliX француз фармацевтика компаниясе кызыксына һәм башлангыч үрнәкләрне тестлаштыру өчен үз микроскопын тәкъдим итә. Алынган үрнәкләр шулкадәр яхшы булып чыкты ки, компания Нидерландта FEI микроскоплар җитештерүчеләрнең берсе белән элемтәгә керде һәм Titan Krios микроскобында мәгълүматлар җыюны оештырды. Нәтиҗәдә, без элек алынган рентген анализы мәгълүматлары белән криоэлектрон микроскопия мәгълүматларын берләштереп, RsfS аксымының алтын стафилокок рибосомасына тәэсир итүнең молекуляр механизмын җентекләп күрсәтә алдык «, — дип сөйләде Константин Усачев.

Хәзерге вакытта Структур биология НИЛ хезмәткәрләре, КФУның Химия институты доценты Тимур Маджидов җитәкчелек итүче Казан университетының хемоинформатиклар төркеме белән берлектә, RsfS аксымының эшен боза торган һәм стресс шартларында алтын стафилококка үз рибосомаларын сакларга мөмкинлек бирми торган потенциаль антибиотиклар структурасын фаразлау белән шөгыльләнә.

Усачев әйтүенчә, бүген биологларның, химикларның һәм физикларның уртак көче белән генә патоген микроорганизмнарның аксым синтезы аппаратының төзелешен ачыкларга мөмкин. Бу патоген бактерияләр штаммнарын (шул исәптән алтын стафилококкны) җиңә алырлык фармацевтика препаратлары булдыру өчен кирәк.

Автор: Лариса Бусиль