پروتئین‌های گیاهی قاتل باکتری‌ها هستند؟

محققان آزمایشگاه ملی بروکهیون آمریکا در مطالعه اخیرشان از شناسایی یک پروتئین گیاهی که سلول‌های باکتری را از بین می‌برد، خبر داده‌اند.

به گزارش اس تی دی؛ کشف یک پروتئین غیرمعمول که سلول‌های باکتریایی را می‌کشد، می‌تواند به مکانیسم توسعه آنتی‌بیوتیک‌های خاص کمک کند و راه را برای توسعه دارو‌های جدید هموار کند.

در این مطالعه که یافته‌های آن در مجله PLOS ONE منتشر شده اند، دانشمندان توضیح داده‌اند که چگونه این پروتئین به اشتباه ایجاد شده، از عملکرد آمینوگلیکوزید‌ها (aminoglycosides) که گروهی از آنتی بیوتیک‌ها هستند، تقلید می‌کند.

پروتئین تازه شناسایی شده می‌تواند به عنوان الگویی برای دانشمندان عمل کند تا آن‌ها ویژگی‌های کشنده این دارو‌ها بر باکتری‌ها را رمزگشایی کنند که این امر نیز در نهایت راه را برای توسعه آنتی بیوتیک جدید هموار می‌کند.

پاول فریموت (Paul Freimuth) زیست شناس آزمایشگاه ملی بروکهیون که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت گفت: شناسایی اهداف جدید در باکتری‌ها و استراتژی‌های جایگزین برای کنترل رشد باکتری پس از این کشف اهمیت زیادی پیدا کرده است.

باکتری‌ها در حال مقاوم شدن به چندین آنتی بیوتیک که به طور معمول استفاده می‌شوند، هستند و بسیاری از دانشمندان و پزشکان نگران احتمال ظهور اپیدمی‌های بزرگ ناشی از این باکتری‌های مقاوم به آنتی بیوتیک هستند.

فریموت گفت: آن چه ما کشف کرده‌ایم تا تبدیل شدن به یک دارو فاصله زیادی دارد؛ اما اولین قدم درک مکانیسم آن است. ما یک پروتئین تکی را شناسایی کرده‌ایم که اثر مخلوط ترکیبی از پروتئین‌های غیرمعمول را که هنگام درمان باکتری‌ها با آمینوگلیکوزید‌ها ساخته می‌شود، تقلید می‌کند. این امر به ما راهی برای مطالعه مکانیسم از بین بردن سلول‌های باکتریایی نشان می‌دهد. در نهایت شاید بتوان خانواده جدیدی از بازدارنده‌ها را برای انجام همین کار ایجاد کرد.

محققان این آزمایشگاه که به طور معمول بر روی تحقیقات مرتبط با انرژی متمرکز هستند، هنگامی که این پروژه را اغاز کردند به فکر کشف جدیدی که برای سلامت انسان مفید است، نبودند. آن‌ها از باکتری اشریشیا کلی برای مطالعه ژن‌های دخیل در ساخت دیواره سلولی گیاهی استفاده کردند.

این تحقیق می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا چگونگی تبدیل ماده گیاهی (زیست توده) به سوخت‌های زیستی موثرتر را بیاموزند. طی این مطالعه هنگامی که محققان بیان یک ژن گیاهی خاص را فعال کردند و باکتری‌ها را قادر به ساخت پروتئین کردند، رشد سلول‌ها بلافاصله متوقف شد.

فریموت گفت: این پروتئین اثر سمی حادی روی سلول‌ها داشت. تمام سلول‌ها در عرض چند دقیقه پس از روشن شدن بیان این ژن از بین رفتند.

محققان دریافتند که عامل سمی اصلا یک پروتئین گیاهی نیست؛ بلکه رشته‌ای از اسید‌های آمینه (بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها) بودند. با توجه به یافته‌های فعلی، تنها یک پروتئین غیرمعمول می‌تواند برای اثر سمی کافی باشد. نتایج این آزمایشات نشان دادند که این پروتئین گیاهی تکی غیرمعمول، سلول‌ها را با همان مکانیسمی که ترکیب پیچیده پروتئین‌های غیرمعمول ناشی از آنتی‌بیوتیک‌های آمینوگلیکوزید ایجاد می‌کنند از بین می‌برد، اما مکانیسم دقیق مرگ سلولی هنوز هانند یک معما است.