Биологи из МФТИ, Гронингенского и Стокгольмского университетов использовали метод криоэлектронной микроскопии, чтобы выяснить структуру транспортного белка, помогающего Mycobacterium tuberculosis транспортировать витамин B12. Этот механизм транспорта уникален, однако ученые до сих пор не совсем понимают, зачем микроорганизму переносить в клетку столько этого витамина. Свою статью исследователи опубликовали в журнале Nature.

Туберкулез был и остается одной из самых опасных инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. Ее вызывает Mycobacterium tuberculosis и ее близкородственные виды. Этот микроорганизм поражает в основном легкие, но нередки случаи инфицирования других органов и систем. Бороться с возбудителем этой инфекции крайне трудно: один курс лечения занимает в среднем полгода и больше. Поэтому важно разработать методы лечения, которые позволят уничтожать патоген гораздо быстрее и эффективнее, преодолевая его развивающуюся со временем резистентность.

Шаг вперед на пути к созданию новых методов терапии сделала группа европейских ученых. Она исследовала транспортный белок Mycobacterium tuberculosis, с помощью которого она переносит внутрь себя витамин B12. Этот белок относится к семейству АТФ-связывающих кассетных транспортеров — одной из наиболее древних и обширных групп белков, представители которого встречаются во всех ныне живущих организмах от прокариотов до человека.

В результате продолжительного исследования бактерии ученым все же удалось получить структуру загадочного соединения, используя метод криоэлектронной микроскопии. Этот метод показал реальное строение транспортера и его интересную особенность: заполненную водой полость, которая простирается внутри всей клеточной мембраны и имеет объем в 7,7 нм³. То есть в нее могут поместиться целых семь молекул витамина B12.

Проанализировав работу этой транспортной системы, ученые пришли к выводу, что она не особо избирательна и работает, как шлюз: может впускать воду с растворенными в ней веществами и выпускать ее по желанию. Это объясняет тот факт, что бактерия может транспортировать с помощью одного и того же белка молекулы как витаминов, так и антимикробных пептидов.

Такая неселективная транспортная система полностью отличается от известных транспортеров. Однако существуют данные о наличии подобных систем у других бактерий, которые еще не были выделены в качестве отдельных белков. Авторы пока не до конца понимают механизм работы этого белка и стремятся выяснить его в ходе последующих исследований. Также остается непонятным, зачем бактерии импортировать это вещество внутрь, если она имеет гены, позволяющие успешно производить его внутри себя. Тем не менее это необходимо для успешного деления микроорганизма.