प्रोटीन आत्महत्या करने के लिए रोगाणुओं को चलाते हैं

नए ब्रॉडबैंड एंटीबायोटिक दवाओं के विकास के लिए खोजी गई पहेली का महत्वपूर्ण हिस्सा

न्यूमोकोकल ज़ेटा टॉक्सिन PezT के उत्पादन के लिए प्रेरित होने के तुरंत बाद एस्चेरिचिया कोलाई कोशिकाएं। हालांकि हरी फ्लोरोसेंट कोशिकाएं अभी भी बरकरार हैं, उन्हें पहले से ही अपने सेल डिवीजन के अंतिम चरण (इसलिए लंबे सेल फिलामेंट्स) को निष्पादित करने में कठिनाई होती है। इसके विपरीत, लाल-फ्लोरोसेंट सेल निकाय पहले से ही फट चुके हैं और मृत हैं। © मेडिकल रिसर्च के लिए एमपीआई
जोर से पढ़ें

मैक्स प्लैंक शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि कुछ प्रोटीन एक तंत्र को ट्रिगर करते हैं जिसमें बैक्टीरिया खुद को नष्ट कर देते हैं। इस जीवाणु आत्महत्या को टॉक्सिन-एंटीटॉक्सिन सिस्टम - तथाकथित टीए सिस्टम द्वारा ट्रिगर किया जाता है - जो प्रतिरोध और पौरुष जीन के संचरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

जर्नल "पीएलओएस बायोलॉजी" में हीडलबर्ग में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर मेडिकल रिसर्च के एंटन मेन्हार्ट के आसपास के वैज्ञानिकों ने नए व्यापक स्पेक्ट्रम एंटीबायोटिक दवाओं के विकास के लिए पहेली का एक महत्वपूर्ण टुकड़ा जोड़ने में सफलता हासिल की है।

श्राप और आशीर्वाद

यहां तक ​​कि कुछ जीन खतरनाक बैक्टीरिया को हानिरहित बैक्टीरिया में बदल सकते हैं। तथाकथित मोबाइल अनुवांशिक तत्वों की मदद से रोग पैदा करने वाले गुणों के लिए जीन या एंटीबायोटिक प्रतिरोध को बैक्टीरिया से बैक्टीरिया में स्थानांतरित किया जा सकता है। हालांकि, ये तत्व अक्सर विषाक्त पदार्थों के साथ-साथ संबंधित एंटीटॉक्सिन के लिए जीन ले जाते हैं।

मेन्हार्ट कहते हैं, "तो मोबाइल आनुवंशिक तत्व बैक्टीरिया के लिए एक आशीर्वाद और अभिशाप हैं: वे उन्हें जीवित रहने में मदद करते हैं, लेकिन वे उन्हें भी मार सकते हैं।"

PezAT - न्यूमोकोकल एप्सिलॉन / ज़ेटा टॉक्सिन एंटीटॉक्सिन सिस्टम - रोगज़नक़ स्ट्रेप्टोकोकस निमोनिया का एक विशेष रूप से दिलचस्प विष एंटीटॉक्सिन सिस्टम है। इन जीवाणुओं को न्यूमोकोकी के रूप में भी जाना जाता है, जिससे निमोनिया, रक्त विषाक्तता या मेनिन्जाइटिस जैसे गंभीर संक्रमण हो सकते हैं। विष घटक PezT तथाकथित ज़ीटा विषाक्त पदार्थों के परिवार से संबंधित है, जो कई अन्य रोगजनकों में प्रतिरोध-मध्यस्थता वाले मोबाइल आनुवंशिक तत्वों को भी स्थिर करता है। प्रदर्शन

घातक तंत्र के बारे में पहेली

हालांकि लगभग 20 साल पहले जीटा-टॉक्सिन परिवार की खोज की गई थी, लेकिन उनका घातक तंत्र हाल तक एक रहस्य रहा है। ये विषाक्त पदार्थ एक बहुत ही मूल कोशिकीय प्रक्रिया पर हमला करते प्रतीत होते हैं, क्योंकि ज़ेटा विषाक्त पदार्थों की गूढ़ गतिविधि न केवल बैक्टीरिया, बल्कि खमीर और यहां तक ​​कि कैंसर कोशिकाओं को भी मार सकती है।

मैक्स प्लैंक वैज्ञानिकों ने अब मॉडल जीवाणु एस्चेरिचिया कोलाई पर ज़ेटा विषाक्त पदार्थों की कार्रवाई के आणविक मोड को स्पष्ट करने में सफलता प्राप्त की है। यह पता चला है कि जहर के समान लक्षण के कृत्रिम सक्रियण के बाद बैक्टीरिया कोशिकाएं, जैसा कि ज्ञात एंटीबायोटिक पेनिसिलिन के साथ उपचार के बाद: PezT विषाक्तता की शुरुआत में, अधिकांश कोशिकाएं शुरू में ही रहती हैं पिचिंग चरण। कुछ समय बाद, दो सेल निकायों के बीच का इंटरफ़ेस फट जाता है और कोशिकाएं मर जाती हैं।

"सुसाइड एंटीबायोटिक" का उत्पादन किया

आगे की जांच से पता चला है कि PezT और अन्य ज़ेटा टॉक्सिन उपन्यास एंजाइम हैं जो आवश्यक चीनी बिल्डिंग ब्लॉक UNAG-UDP-N-acetylglucosamine को एक विषाक्त अणु में बदल देते हैं। यह जहर (UNAG-3P) रोकता है, बहुत पेनिसिलिन की तरह, बैक्टीरिया कोशिका दीवार की संरचना। इससे कोशिकाएँ फटने और मरने लगती हैं। इस सेल-आंतरिक प्रक्रिया को सक्रिय करने के लिए, एंटीबायोटिक अनुसंधान प्रतिरोध के खिलाफ लड़ाई में एक निर्णायक कदम उठा सकते हैं।

ज़ीटा टॉक्सिन्स पहला ज्ञात एंजाइम है जो "आत्मघाती एंटीबायोटिक" के उत्पादन के भीतर से बैक्टीरिया को जहर देता है। वैज्ञानिकों का कहना है कि चूंकि बिल्डिंग ब्लॉक UNAG का उपयोग सभी ज्ञात जीवाणुओं में कोशिका भित्ति के निर्माण के लिए किया जाता है, इसलिए अब ज़ेटा टॉक्सिन्स या UNAG-3P की व्यापक प्रभावकारिता को समझाया जा सकता है। यह उपन्यास के व्यापक स्पेक्ट्रम एंटीबायोटिक दवाओं के विकास के लिए पहले से अनदेखा पदार्थ UNAG-3P को एक मूल्यवान कच्चा माल भी बनाता है। अगला कदम यह पता लगाना है कि UNAG-3P को एक नए, प्रभावी एंटीबायोटिक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है या नहीं।

विरोधाभासी घटना

इसके अलावा, अपनी खोज के साथ वे एक विरोधाभासी घटना की व्याख्या करने में सक्षम थे: वास्तव में घातक प्रोटीन, न्यूमोकोकल ज़ेटा टॉक्सिन PezT, वास्तव में न्यूमोकोकी के संक्रमण दर को बढ़ावा देता है। इसका कारण संभवतः यह है कि PezT के सक्रियण से जीवाणु आंतरिक घटकों को फटने और छोड़ने का कारण बनता है।

नतीजतन, सबसे महत्वपूर्ण न्यूमोकोकल विषाक्त पदार्थों में से एक, न्यूमोलिसिन भी जारी किया जाता है, जिससे गंभीर भड़काऊ प्रतिक्रियाएं होती हैं। इस तरह, व्यक्तिगत न्यूमोकोकी पूरी आबादी के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ लड़ाई के दौरान खुद को बलिदान करने के लिए प्रकट होता है। (PLoS Biol, 2011; doi: 10.1371 / journal.pbio.1001033)

(एमपीजी, 28.03.2011 - डीएलओ)