Биопленки присутствуют повсеместно — на зубах, в грязи горячих источников, в черной слизи в туалетах, на медицинском оборудовании. Они состоят из бактерий и играют значительную роль во многих заболеваниях, как считают ученые. «Большая часть бактерий образует биопленки в качестве адаптации к меняющемуся окружению», — объяснил главный автор исследования Холгер Зондерман (Holger Sondermann) из Корнелльского Университета (США). Об этом рассказывает сайт Университета.
Определенные раздражители в окружающей среде побуждают бактерий выделять слизь, состоящую из ДНК, сахаров и белков, которые прикрепляют бактериальные колонии к поверхностям. Около 80% хронических инфекций связаны с образованием биопленок, они засоряют катетеры, аппараты искусственного сердцебиения и сердечные клапаны. Также они защищают бактерии от антибиотиков.
Новое исследование, описанное в публикации в журнале eLife, посвящено формированию пленок из бактерии Псевдомоны флюоресцентной (Pseudomona Fluorescens), в основном непатогенной, которую часто обнаруживают на корнях растений. Согласно этой работе, ключевую роль в переключении между свободно плавающими культурами и биопленками играет молекула, известная как циклический дигуанилат (Cyclic di-GMP).
Внешние условия, например, присутствие питательных фосфатов, побуждают P.Fluorescens образовывать биопленки посредством сложной сигнальной системы, которая включает в себя циклический дигуанилат: когда P.Fluorescens попадает в богатую питательными веществами среду, уровень циклического дигуанилата в клетке возрастает, на что реагирует белок LapD. В свою очередь LapD занимает LapG, фермент, который в свободной форме отвечает за разрушение другого белка, важного для адгезии P. fluorescens к поверхностям. Другими словами, когда LapG связан, P. fluorescens может прикрепиться к поверхности, и биопленка может образоваться. Но когда уровень фосфатов низок, каскад событий протекает в обратную сторону, освобождая фермент LapG, чтобы разрушить связи, которые держат P. fluorescens на поверхности, что вызывает рассеивание пленки.
Этот механизм, найденный и у других бактерий, можно использовать как уязвимое место для борьбы с образованием биопленок, для разработки лекарств, предназначенных помешать бактериям. К примеру, маленькие молекулы пептидов могут имитировать места, где LapG прикрепляется к LapD, тем самым предотвращая их связывание и, следовательно, оставляя LapG свободными и способными предотвращать формирование биопленок.
Конечно, это не единственный способ борьбы с биопленками — о другом способе, антибактериальном геле, разработанном в Королевском Университете Белфаста, недавно рассказывал портал Научная Россия.
