Metoden afslører, hvad bakterier sanser i deres omgivelser

Ledet af forskere ved Sorbonne Université giver undersøgelsen offentliggjort i tidsskriftet Nature Microbiology et nyt perspektiv på, hvordan bakterier fornemmer deres miljø og kan guide udviklingen af ​​behandlinger for bakterielle infektioner, herunder antibiotika-resistente infektioner.

Bakterier udsættes konstant for en bred vifte af molekyler i deres miljø, og mange bruger specialiserede proteiner kaldet 'sensordomæner' til at detektere og reagere på disse molekyler. Disse proteiner kan fungere som kontakter, der tænder eller slukker for specifikke gener i bakteriecellen som reaktion på det sansede molekyle, og kontrollerer alt fra stofskifte til virulens.

På trods af deres kritiske betydning var de præcise molekyler, der blev detekteret af mange sensordomæner, ukendte. For at løse dette udviklede forskerne en ny metode kaldet SEnSoR, som går ud på at modificere sensordomænet, så det binder til et syntetisk molekyle i stedet for dets naturlige ligand. Dette syntetiske molekyle kan derefter bruges til at 'fiske' sensordomænet ud fra en blanding af proteiner og identificere dets bindingspartner.

Holdet brugte SEnSoR til at identificere bindingspartnerne for flere sensordomæner fra det opportunistiske humane patogen Pseudomonas aeruginosa, som er ansvarlig for en række infektioner, herunder lungebetændelse og sepsis. De fandt ud af, at disse sensordomæner detekterer en bred vifte af molekyler, herunder sukkerarter, aminosyrer og lipider, og at disse molekyler er essentielle for overlevelsen af ​​P. aeruginosa i forskellige miljøer, såsom de menneskelige luftveje.

"Vi tror på, at denne metode kan anvendes på andre bakterier end Pseudomonas aeruginosa, hvilket potentielt afslører de molekylære mål for en lang række sensordomæner og giver ny indsigt i, hvordan bakterier interagerer med deres miljø," sagde studiets hovedforfatter Dr. William Vizcarra- Ortega.

"Denne information kan udnyttes til design af antimikrobielle lægemidler og udvikling af nye antibiotika, der målretter sensordomæner og forstyrrer bakterielle signalveje."

Forskerne mener, at metoden også kan være med til at identificere nye måder at forebygge og behandle bakterielle infektioner på. For eksempel, ved at identificere de molekyler, der er essentielle for bakteriel overlevelse i visse miljøer, kan det være muligt at udvikle strategier til at blokere deres påvisning eller forstyrre deres funktion og derved hæmme væksten af ​​bakterierne.

Fremadrettet sigter forskerne på yderligere at udforske de potentielle anvendelser af deres metode og undersøge sensordomænernes rolle i antibiotikaresistens. De planlægger også at bruge metoden til at studere andre typer bakterier og identificere nye lægemiddelmål til behandling af bakterielle infektioner.