Mechanismus der Zellteilung in einem der tödlichsten Superbakterien aufgedeckt

Studie hat den Zellteilungsmechanismus von Staphylococcus aureus, einem der ansteckendsten antibiotikaresistenten Bakterien, entschlüsselt

25.03.2022 - Spanien

CSIC-Forscher haben den Mechanismus aufgedeckt, der die Zellteilung in einem der tödlichsten Superbugs,Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus), steuert. Die Entdeckung gibt Einblick in den internen Mechanismus der bakteriellen Zellteilung, einem Schlüsselprozess bei der Ausbreitung von Infektionen, und eröffnet einen Weg zu biomedizinischen Anwendungen, die die Ausbreitung dieses antibiotikaresistenten Bakteriums stoppen könnten. Die Studie unter der Leitung von Carlos Fernández Tornero und José Manuel Andreu vom Biologischen Forschungszentrum Margarita Salas (CIB-CSIC) wurde in PLOS Biology veröffentlicht.

Die Studie zeigt den Prozess, durch den sich die Filamente des FtsZ-Proteins zusammensetzen und abbauen, um die Zellteilung in Staphylococcus aureus zu ermöglichen. Dieses Protein könnte ein Ziel für künftige Antibiotika sein.

"Die Aktivität von FtsZ bei der Teilung der meisten Bakterien macht es zu einem Ziel für die Entdeckung neuer Antibiotika", sagt Federico M. Ruiz, CIB-CSIC-Forscher und Hauptautor der Studie. "FtsZ bildet Filamente, die an den entgegengesetzten Enden gleichzeitig wachsen und zerfallen, was eine Bewegung ähnlich der eines Förderbandes verursacht. Auf diese Weise bildet FtsZ in Verbindung mit anderen Proteinen einen Ring, der den Umbau der Bakterienwand ermöglicht und zur Zellteilung führt", erklärt Ruiz.

Die Studie zeigt verschiedene Filamentstrukturen von FtsZ aus Staphylococcus aureus in hoher Auflösung. Mit diesem Ansatz konnten die Forscher die räumliche Position jedes Atoms dieses Proteins bestimmen. "Diese Informationen waren von grundlegender Bedeutung, um zu verstehen, wie der katalytische Prozess von FtsZ mit bestimmten Veränderungen seiner Konformation koordiniert wird, die für den Auf- und Abbau seiner Filamente unerlässlich sind", sagt Sonia Huecas, Forscherin am CIB-CSIC.

Die Antibiotikaresistenz verursacht weltweit mehr als eine Million Todesfälle pro Jahr, und Schätzungen zufolge könnte sich diese Zahl in den kommenden Jahrzehnten verzehnfachen. Etwa ein Zehntel der derzeitigen Todesfälle durch Antibiotikaresistenz ist auf Methicillin-resistente Staphylococcus-aureus-Infektionen zurückzuführen. Das FtsZ-Protein dieses Erregers, das Gegenstand der Studie ist, spielt eine zentrale Rolle bei der Zellteilung, die für die Ausbreitung dieser Infektionen notwendig ist.

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Originalveröffentlichung

Federico M. Ruiz, Sonia Huecas, Alicia Santos-Aledo, Elena A. Prim, José M. Andreu and Carlos Fernández-Tornero; "FtsZ filament structures in different nucleotide states reveal the mechanism of assembly dynamics."; PLoS Biology.

https://www.bionity.com/de/news/1175342/mechanismus-der-zellteilung-in-einem-der-toedlichsten-superbakterien-aufgedeckt.html