Sådan håndterer bakterier stress

Når de udsættes for stress, lader bakterier deres stofskifte tage en pause, hvor de undertrykker for eksempel inkorporeringen af ​​proteiner i membraner. Forskere fra Marburg, Freiburg og München har opdaget dette ved biokemisk at undersøge mikroorganismers stressrespons. Forskergruppen ledet af Marburg biokemiker Gert Bange har rapporteret deres resultater i Nature Communications .

Bakterier reagerer på stress såsom mangel på næringsstoffer eller varme med en tilpasning af deres stofskifte, kendt som den stringente respons. "Second messengers eller alarmhormoner spiller en central rolle i denne proces," forklarer Bange. Alarmhormoner virker for eksempel på processer, der involverer signalgenkendelsespartikelen SRP. "SRP er afgørende for dannelsen af ​​membranproteiner og proteinsekretion," forklarer Banges samarbejdspartner Dr. Laura Czech, en hovedforfatter af papiret. Partiklen sikrer, at proteiner når deres rette destination i cellens membraner.

"Indtil videre var det ikke kendt for, hvilke reguleringsmekanismer signalgenkendelsespartikelen er udsat for," siger medforfatter Christopher-Nils Mais, en doktorgradsforsker i Banges laboratorium. Forskerholdet gennemførte molekylærbiologiske, biokemiske såvel som strukturbiologiske eksperimenter for at bestemme, hvordan alarmhormonerne interagerer med signalgenkendelsespartiklerne.

Forskerne producerede især elektronmikrofotografier ved meget lave temperaturer, der viser, hvordan SRP binder til proteinproduktionsmaskineriet.

Tilsyneladende forhindrer alarmhormonerne, at signalgenkendelsespartikelen danner et kompleks med andre molekyler, hvilket forhindrer den i at udføre sin opgave med at inkorporere proteiner i membranen.

"Under barske miljøforhold kan bakterieceller bruge nedlukning af vigtige stofskifteprocesser som en pausemekanisme," forklarer Gert Bange. Denne pause gør det muligt for mikroorganismerne at bremse deres cellulære processer og stofskifte, så de kan komme sig, så snart forholdene bliver mere gunstige, hypoteser forfatterne. "At hæmme den metaboliske vej, der fører via signalgenkendelsespartiklerne, kunne være et yderligere niveau af cellulær kontrol og pause for at overleve i stressede tider," slutter Gert Bange.